William Schafer

William Ronald Schafer (nacido el 29 de agosto de 1964) es un neurocientífico y genetista estadounidense-británico que ha realizado importantes contribuciones a la comprensión de las bases moleculares y neuronales del comportamiento. Su trabajo, principalmente en el nematodo C. elegans , ha utilizado un enfoque interdisciplinario para investigar cómo pequeños grupos de neuronas generan comportamiento, y ha sido pionero en enfoques metodológicos, incluyendo la neuroimagen optogenética y el fenotipado conductual automatizado, que han tenido una gran influencia en el campo de la neurociencia en general. Ha realizado descubrimientos significativos sobre las propiedades funcionales de los receptores ionotrópicos en la transducción sensorial y sobre las funciones de las uniones comunicantes y la modulación extrasináptica en los microcircuitos neuronales. Más recientemente, ha aplicado ideas teóricas de la ciencia de redes y la teoría de control para investigar la estructura y función de conectomas neuronales simples , con el objetivo de comprender los principios computacionales conservados en cerebros más grandes. Es miembro de la EMBO , miembro de la Academia de Ciencias Médicas y miembro de la Royal Society . ^{[ 1 ]}

Schafer se formó como genetista y bioquímico en la Universidad de California, Berkeley , bajo la supervisión de Jasper Rine . Durante su investigación doctoral, descubrió que las proteínas CAAX-box en levaduras, incluida Ras, están preniladas, y demostró que esta modificación es esencial para la localización en la membrana y la actividad biológica. ^{[ 2 ]}

Como investigador postdoctoral en el laboratorio de Cynthia Kenyon , descubrió que la dopamina inhibe la locomoción en C. elegans e identificó el primer mutante del canal de calcio neuronal en un cribado de gusanos con sensibilidad anormal a la dopamina. ^{[ 3 ]} En 1995, se convirtió en profesor asistente en la Universidad de California, San Diego . En 2001, recibió el Premio Presidencial a la Trayectoria Temprana para Científicos e Ingenieros tras ser nominado por los Institutos Nacionales de la Salud . ^{[ 4 ]}

Después de un año sabático en 2004-2005, en 2006 trasladó su grupo de investigación al Laboratorio de Biología Molecular en Cambridge, Reino Unido. En 2020 fue elegido miembro de la Royal Society ^{[ 1 ].}

En 2019 fue nombrado catedrático a tiempo parcial en el Departamento de Biología de la Universidad Católica de Lovaina .

Indicadores de calcio codificados genéticamente: Los primeros indicadores de calcio codificados genéticamente se desarrollaron en 1997, pero inicialmente resultaron difíciles de usar en animales transgénicos. En 2000, Schafer y su estudiante Rex Kerr demostraron que el GECI yellow cameleon 2 podía usarse para registrar la actividad en músculos y en neuronas individuales de gusanos transgénicos. ^{[ 5 ]} Este fue el primer uso de un sensor optogenético para registrar la dinámica de la actividad neuronal en un animal. Usando esta técnica, Schafer y su grupo han caracterizado las propiedades de muchas neuronas identificadas en el gusano, incluyendo subtipos de neuronas mecanosensoriales , quimiosensoriales y nociceptivas , ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} y demostraron que moléculas como los TMC y los canales TRP desempeñan funciones sensoriales conservadas en estas neuronas. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} Desde entonces, su grupo ha demostrado que la detección de estímulos mecánicos por los canales TMC, que forman el poro de los canales de mecanotransducción de las células ciliadas en humanos, depende de un complejo anquirina -CIB intracelular en lugar de la transmisión de fuerza a través de la membrana celular como se pensaba anteriormente. ^{[ 12 ]}

Fenotipado automatizado: El grupo de Schafer también fue pionero en el uso de imágenes automatizadas y visión artificial para el fenotipado del comportamiento. Primero utilizaron un microscopio de seguimiento automatizado para registrar el comportamiento de C. elegans durante muchas horas y medir el momento de la puesta de huevos; estos experimentos mostraron que los gusanos fluctúan entre estados de comportamiento controlados por la serotonina. ^{[ 13 ]} Posteriormente se utilizaron rastreadores de gusanos más sofisticados para generar datos fenotípicos de alto contenido para otros comportamientos como la locomoción; ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} este enfoque ha demostrado ser muy útil para medir y clasificar con precisión los efectos de los genes en el sistema nervioso.

Conectómica y ciencia de redes: Schafer también ha trabajado con científicos de redes para investigar la estructura del conectoma neuronal de C. elegans . En particular, reconoció que la señalización neuromoduladora, al ser en gran medida extrasináptica, forma un conectoma inalámbrico paralelo cuyas características topológicas y modos de interacción con el conectoma cableado podrían analizarse como una red multiplex. ^{[ 17 ]} En 2023, su laboratorio publicó el primer conectoma neuropéptidérgico de C. elegans, que es el primer conectoma extrasináptico de cualquier organismo. ^{[ 18 ]} Junto con el grupo de Laszlo Barabasi, su grupo también llevó a cabo la primera prueba de la idea de que la teoría de control puede usarse para predecir la función neuronal basándose en la topología de un conectoma neuronal complejo. ^{[ 19 ]}

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