Постдок это...

Знаете когда ведёшь блог ты можешь вести статистику посещений, из каких стран, по каким темам люди заходят на твой блог. А ещё в инструментах блога есть такая графа результаты поиска (допустим условный Ваня хочет знать что такое воспаление и вбивает в поисковик google  слова "воспаление это" или " воспаление определение") и после нажатия клавиши Enter выходит список релевантных ссылок. Так вот относительно недавно в этой графе я увидел "постдок это" и "постдок в США", значит кто-то хотел найти информацию о постдоке и кликнул на одну из моих статей посвящённые постдокам. Честно говоря мне было не по себе, так как хоть мои некоторые статьи и несут слово постдок но это в большей степени какие-то мои размышления о постдоках или личное мнение на происходящее вокруг меня, так что считаю что мои статьи хоть и о постдоках но особой информации не несут, представляю человек зашёл по ссылке а там "фигня" какая-то, сам не люблю когда так происходит со мной.

Поэтому я бросил написание важной темы о циркадных циклах и воспаление :) и пишу это сообщение :).

Самое релевантное определение я нашёл на вебсайте "National PostDoctoral Association" -
A postdoctoral scholar ("postdoc") is an individual holding a doctoral degree who is engaged in a temporary period of mentored research and/or scholarly training for the purpose of acquiring the professional skills needed to pursue a career path of his or her choosing. Ссылка: http://www.nationalpostdoc.org/policy-22/what-is-a-postdoc
Сами понимаете постдок это сокращённо от постдокторал "после докторской", в переводе это определение звучит следующим образом, постдоковский стипендиат это человек имеющий докторскую степень который временно вовлечён в исследовательскую деятельность или/и какой нибудь другой тренинг для приобретения определённых, профессиональных навыков которые нужны ему/ей для продвижения своей карьеры под руководством ментора.

Во-первых человек должен обладать докторской степенью, в штатах как и в целом на западе система образования немного другая. Если брать научную сферу то PhD (Doctor of Philosophy) это высшая научная степень которая возможна, в нашем же пост-советском мире существует Кандидатская и Докторская Степень, к счастью для нас всех, кандидат наук приравнивается к PhD holder, так что люди защитившие кандидатскую степень могут смело искать постдок в любой точке земного шара включая США.
Но как вы заметили было написано doctoral degree (докторская степень) и это не означает только  PhD но также включает в себя MD (medical doctor), DMD (doctor of dental medicine), DVM (doctor of veterenary medicine), или другая степень которая именуется общим названием как Advanced Degree другими словами вам не обязательно быть кандидатом наук, люди которые окончили мед. институты, те кто учились на ветеренаров или стоматологов могут также искать постдок их степени также релевантны как и кандидат наук.
Почему так? всё опять упирается в разницы образования у нас после школы люди поступают на медиков, дантистов  и тд, в штатах же после школы люди идут в колледж (undergraduate) они могут пойти по любой специальности от искусства до математики после окончания ты получаешь диплом от колледжа и после этого ты можешь поступать в медицинскую, ветеринарную и другие школы и это уже graduate, люди окончившие эту школу имеют степень MD, DVM итд и могут идти на постдок, хотя понятно что никто этого не делает, человек в штатах имея MD с условным зароботком 90К в год не будет работать постдоком с заработком реальными 45К, только если это нереально "помешанный" на науке чел ну или кто-то из заграницы и его МD не имеет легитимности, не имеет права практиковать в клинике не сдав соответствующие экзамены. Тоже самое касается и ветеринаров, и стоматологов если хотите работать по профессии надо сдавать экзамены. Я заметил что многие (те кто окончил MD заграницей) выбирают следующую стратегию, они приезжают на постдок в штаты работают, заводят связи, и одновременно готовятся к экзаменам, сдают их и потом начинают поиск резидентуры используя те связи которые уже человек наладил во время своего постдока. Только вы не подумайте что связи в плане кто-то кого-то проталкивает, хотя чёрт его знает может и такое имеет место быть но я с этим не встречался и не слышал про такие случаи, использование связей я имею ввиду  рекомендательные письма которые как я слышал играют большую роль в поиске резидентуры, ну например круто же получить рекомендательное письмо от Chief of Pulmonary Division in Harvard Medical School? Верно же? Такая кандидатура наверное будет априори более конкурентоспособной по сравнению с теми апликантами у которых рекомендательные письма "слабые"  даже если балл по экзаменам одинаковый.

Постдок это временно!!!
Постдок официально звучит как Postdoctoral fellowship, у fellowship есть много переводов но в данном случае самое правильное это стипендия. Другими словами постдок это продолжение твоего обучения и за это обучение как хорошему "студенту" тебе платят стипендию, если ты где-то не добрал во время написания своего тезиса (независимо где именно "не добрал" в теоретических знаниях или в практике) вы делаете постдок чтобы восполнить этот пробел, для того чтобы потом стать профессором. И раньше, в штатах лет так 30-40 тому назад достаточно часто случалось что люди занимали профессорскую должность сразу после защиты, без никакого дополнительного тренинга. Сейчас же очень, очень редко когда люди которые сразу после окончания PhD получают профессорскую должность.
Поэтому это ошибочно когда люди воспринимают постдок как работу за которую платят зарплату, НЕТ это не работа и деньги которые вам платят не зарплата. Но почему же некоторые люди всё равно относятся к постдоку как к работе? Дело, в большей степени, из-за конкуренции, к сожалению или к счастью конкуренция очень высокая и она возрастает с каждым годом если не днём :). Из рисунка прекрасно видно, количество открытых позиций в академии (профессорские позиции) с годами особо не увеличиваются когда как количество PhDишников растёт с каждым годом, чуть ли не в "геометрической" прогрессии. Отсюда идёт естественное аккумулирование постдоков и продолжительность постодовского тренинга.

Image from: Nature Biotechnology31,938–941 (2013)

Поэтому-то и работают постдоками по "10 лет", но конечно всё валить на конкуренцию не стоит многим из тех кто по "10 лет" сидит на постдоке может быть им так удобно, к примеру замужняя женщина с 3 детьми у которой муж - главный источник дохода, Она пришла-ушла, гранты писать не надо, никакие документации заполнять не надо, сидит ведёт свой проект никого не трогает, никто её не трогает, есть и такие.
Несколько видов постдоков: http://naukageek.blogspot.com/2014/05/9.html

На счёт рисунка паниковать тоже особо не надо, ведь академия (под словом академия я имею в виду любой университет или институт) это лишь один из видов продолжения вашей карьеры. В эти дни, биотехнологии и биоиндустрия это очень динамично развивающийся сектор экономики и там нужны люди со степенями, много из моих друзей и коллег перешли в так называемый "industry".

Ваш paycheck...
Наверное это у нас советское, хотим знать кто сколько зарабатывает :), а что тут такого? нормальное желание, людям интересно. Но в штатах особо не принято спрашивать сколько зарабатывает человек, но конечно с близкими друзьями и коллегами всё равно обсуждаешь эти вещи, я лично никогда не спрашиваю прямо "сколько ты зарабатываешь?" но когда к примеру один из моих знакомых перешёл в тот самый "industry" мне было просто интересно сколько там зарабатывают, я знал что больше чем в академии но не знал точно, он мне спокойно сказал что ему предложили 75К и он поднял до 80К в год. И тогда я подумал "да платят и впрямь больше :)".
Вот одна таблица, эта таблица из официального сайта NIH (National Institute of Health) и их рекомендуемая шкала "зарплат" в зависимости от опыта работы на 2014 год:

Table from grants.nih.gov

 Так как NIH это главный источник финансирования практически всех исследовательских лаборатории в академии США то даже те стипендии которые финансируются из других организации и фондов всё равно равняются на NIH шкалу. Плюс ещё идёт небольшая поправка на штат в котором ты делаешь постдок, так как в каждом штате прожиточный минимум разный, отсюда стипендии могут варьироваться. Но в целом картина примерно такая как указано в таблице.

Я бы хотел обратить ваше внимание на слово "рекомендуемая", это не правило NIH, это не закон, это то как видит стипендии NIH, но не обязательно что ваш ментор будет видеть их также :). Некоторые могут конечно со мной поспорить но в реале именно так, но с другой стороны есть определённый нижний предел если платишь меньше этой линии то этот человек не может называться постдоком, он может называться technician, research assistant как угодно, но не постдок, если честно я не знаю этот нижний порог слышал про цифру 39К но в этом я не уверен, если найду впишу её обязательно.
Очень часто случается что постдокам платят меньше, только не подумайте что ваш ментор "жадина", это может быть обусловлено текущим состоянием финансов в вашей лаборатории, запомните когда профессор получает грант, там к примеру 250К в год то эти деньги на всё, на реагенты, мышей, клетки, и вашу "зарплату". Эти 250К он НЕ может положить себе в карман, они даются на исследования, как говориться "to run your lab" и не более того и они либо уйдут на исследования либо обратно в NIH. Так что чаще всего это обусловленно не очень хорошими финансами, а не какими-то личными качествами вашего ментора.
Так вот из этой цифры (что в таблице) вычтите налоги (федеральный и штата), MediCare и Social Security и ещё вашу медицинскую страховку и др. В итоге там останется....не знаю наверное кому как, но я думаю что все согласятся с тем что хватит чтобы прожить безбедно, но и пошиковать особо конечно не получиться, и опять всё зависит от штата, в каких-то штатах есть State Tax в каких-то нет (например Техас). Медицинская страховка зависит от института, в каких-то хороший пакет и дёшево, в каких-то не очень и относительно дорого.
И опять можно задать этот классический вопрос: " А почему так мало?". Всё очень просто, не забывайте что это не работа а тренинг.

Маленький совет если не знали: Когда прибудете в штаты на постдок первое что сделаете это свяжитесь со своими отделом по "human resources" и спросите "Am I eligible for TAX TREATY?", все пост-советские страны впадают под когда-то подписанный ещё со времен СССР tax treaty где люди приезжающие в штаты из СССР а сейчас из СНГ не платят налоги в течении 2 лет. Если вы из стран СНГ то вы точно не должны платить федеральный налог, но налог штата зависит от штата, какие-то штаты follow федеральные правила в этом плане но какие-то нет, например Пенсильвания не follow эти правила, а значит если вы делаете постдок где нибудь в Питтсбурге то вы НЕ будете платить федеральный налог в течении первых 2 лет но будете платить налог штата. К таким "плохим" штатам ещё относятся Алабама, Арканзас, Калифорния, Коннектикут, Гавайи, Канзас, Кентуки, Мэриленд, Миссисипи, Монтана, Нью Джерси, Северная Дакота.

Ментор:
Ментор это грубо говоря ваш непосредственный начальник и работодатель. Здесь особо много писать не приходится, одно лишь могу сказать, постарайтесь найти такого ментора который будет заботиться о вашей карьере.
Каких менторов вы можете повстречать: http://naukageek.blogspot.com/2014/04/9_18.html

Обязаности:
Главная и основная обязанность постдока это делать исследования, кто-то делает эксперименты (benchwork), кто-то занимается статистическим анализом клинических данных, кто-то математическим моделированием, как говорится кто во что горазд.
Также у вас будут ещё и дополнительные обязанности которые не всегда напрямую связаны с вашими исследованиями. Так например, в лаборатории где я сейчас прохожу свой тренинг, в мои обязанности входит следить за одной колонией нокаут мышей. Мой проект не связан на прямую с этими мышами но тем не менее это входит в мои обязанности, и так со всеми постдоками в нашей лаборатории, кто-то следит за микроскопами, кто-то отвечает за покупку реагентов ну и всё в таком роде. В некоторых лабораториях есть должность lab manager, если так то вам повезло, этот человек будет отвечать за организацию лаборатории в которой вы трудитесь но наличие lab manager не означает автоматическое освобождение от дополнительной нагрузки.
На счёт написания манускриптов (научных статей) то это зависит от вашего ментора, кто-то не хочет "отвлекать" своего постдока от ежедневной работы, кто-то вовлекает своих постдоков в написание статей. Мой ментор не очень любит вовлекать нас в этот творческий процесс, так как ему легче написать всё самому нежели редактировать то что написал постдок, но я может быть первый кто возразил этому положению вещей и сказал что для меня это важный аспект в тренинге постдока. В итоге, он дал мне написать Methods и Figure Legends :).

Заключение и перспективы:
Как говорил мой старый знакомый "I am not a dog, I am a postdoc!" Конечно на постдоке не легко, если вы хотите чтобы ваш тренинг был "временной" инстанцией то надо вкалывать, если и этим довольны то в целом можно сидеть спокойно и наслаждаться другими вещами.
Перспективы у всех разные в зависимости в какую лабораторию попали, кто ваш ментор, на сколько "горяча" та тема которой ты занимаешься и конечный успех зависит от многих факторов.
Ну и конечно какие цели вы ставите перед своим постдоком, многие ребята из стран Азии, просто хотят получить хороший тренинг, опубликоваться в хорошем журнале и вернуться на родину, кто-то ставит себе цель к примеру стать врачом в США и постдок для него лишь временное пристанище для решающего прыжка, каждый по своему видит свой постдок.

Lineage tracing или не забывай свои корни.

Как-то утром пью кофе и вспоминаю вчерашний нано-курс который назывался "Stem cells, Cancer and Heterogeneity", курс состоял из старбаковского американо в большом термосе и 4 лекций. Первые две были более менее понятны для меня, первая лекция о стволовых клетках, вторая лекция была о раковых клетках и о концепции стволовых раковых клеток. В целом, всё проходило достаточно размеренно. Но с 3-ей лекции, профессор Фернандо Комарго начал говорить не столько о стволовых раковых клетках сколько о гетерогенности раковых опухолей и lineage tracing. С этого всё и началось, если честно я мало что понял из его лекции так как где-то конечно краем уха я слышал такой термин как  lineage tracing но в целом не знал что это такое.

Примерный перевод lineage tracing звучит как мониторинг за клеточной линией.
Задачи которые ставит перед собой lineage tracing достаточно простые это проследить как из одной клетки происходят другие а из них ещё и так по нарастающей до того момента пока эти клетки путём деления (пролиферации) и специализации (дифференциации) не превратятся в ткань. Или путём lineage tracing можно проследить какие клетки ответственны за тот или иной процесс в организме, например образование раковой опухоли, процессы заживления тканей и тд.
В одном из своих предыдущих сообщениях я делал общий обзор создания нокаут мышей ( ссылка: http://naukageek.blogspot.com/2014/06/tx-cre-lox-system.html) и там я коротко описал условный нокаут, так вот в основе современного in vivo lineage tracing лежит та же Cre-Lox система.
Один и тот же инструмент но используется под другим углом.
Если в случае с нокаут мышами всё достаточно "просто" где Cre рекомбиназа экспрессируется в определённых клетках в зависимости от промоутера или экспрессируется во временном аспекте например Cre рекомбиназу "сращивают" с эстрогеновым рецептором который специфичен для тамоксифена и при лечении тамоксифеном Cre рекомбиназа активизируется и может резать LoxP последовательности и убирать нужный вам ген.
В lineage tracing немного по другому, 1) вместо определённого гена прикрепляется последовательность которая кодирует флюоресцентный протеин например YFP (yellow fluorescent protein) а LoxP последовательности фланкируют СТОП последовательность (которая не даёт экспрессироваться YFP). 2) плазмида которая несёт Cre рекомбиназу более сложная, она несёт специфический промоутер (клеточная специфичность) и сама рекомбиназа экспрессируется в неактивной форме в виде тандема с эстрогеновым рецептором и только при тамоксифене Cre рекомбиназа обретает активную форму. Рисунок 1

Например, исследователи определили что стволовые клетки дермы экспрессируют Х ген, для того чтобы подтвердить что клетки экспрессирующие этот ген действительно играют первостепенную роль в обновлении кожного покрова. Промоутерная часть этого Х гена прикрепляется k Cre рекомбиназе эти мыши скрещиваются с мышами которые несут флюросцентный протеин с LoxP-СТОП-LoxP фланкированием. Отпрыски будут иметь два гена Cre и флюросцентный, и при лечении тамоксифеном рекомбиназа активизируется и режет СТОП последовательность, соответственно клетка начинает "светится" определённым цветом. Прекращаем лечение тамоксофеном и теперь те клетки которые "засветились" (клетки которые экспрессируют Х ген, которые по мнению исследователей являются стволовыми) будут делиться, дифференцироваться и этот флюросцентный ген будет переходить "по наследству" во все последующие клетки. И когда исследователи будут анализировать кожный покров мышей под конфокальным микроскопом то они по "светящимся" клеткам смогут определить насколько клетки несущие Х ген действительно влияют на обновление кожного покрова, его состав и т д.
Есть одна проблема, вернее их много но одна очень важная. это то что если мы к примеру пролечили тамоксифеном и определённый клетки засветились но мы хотим сделать этот lineage tracing не одну две недели а например несколько месяцев то тогда есть угроза слияния  колоний соседних стволовых клеток. И если такое произойдёт то мы не сможем определить к какой именно клетке эта колония принадлежит.
И здесь исследователи ещё усложнили систему, они ввели мульти-флюросцентные кассеты (последовательности ДНК) так например на рисунке 2 показаны две кассеты которые кодируют 4 разных флюоресцентных, каждая кассета фланкированна LoxP последовательностями и при активизации Cre рекомбиназы она разрезает эти кассеты  в результате мы можем иметь 4 возможных варианта с 4 разными цветами которые будут экспрессироваться в клетках что в итоге даёт возможность различать какой именно клон куда дифференцируется и пролиферирует (в данном контексте клон означать популяция клеток из одного предшественника).

Минусы:
Тамоксифен как известно это противораковый препарат, который при больших дозах теряет свою "раковую" специфичность. Поэтому лечение тамоксифеном не простая задача, но существуют ряд работ нацеленные на создание Cre плазмид которые очень чувствительны даже к малым дозам тамоксифена. Также сейчас существуют другие Cre рекомбиназы которые активизируются другими препаратами такие как доксициклин или тетрациклин как известно эти агенты менее токсичны.
           Как уже упоминалось выше это потенциальное слияние двух разных колоний, но внедрение мульти-флюросцентных кассет решает эту проблему, также сейчас существуют плазмиды которые могут генерировать до 10 различных цветов и их оттенков так например модель Brainbow 1.0.
          Некоторые флюросцентные протеины обладают токсичностью так например было обнаружено что RFP (red fluorescent protein) токсичен что приводит к смерти клеток, эта проблема была нивелированна путём открытия новых протеинов такие как TdTomato и mCherry которые визуализируются на похожей длинне световой волны как и RFP.
Плюсы:
Главный плюс современного lineage tracing который основан на генетической рекомбинации это то что интересующие вас клетки находяться в естественных условиях что подразумевает естественное их поведение во время гомеостаза и в стрессовых ситуациях. Так например, многие знания, наблюдения и свойства кроветворных стволовых клеток основаны на пересадке определённых популяций клеток костного мозга в животные у которых костный мозг был умерщвлён путём радиации, сами понимаете что этот метод достаточно грубый, и трансплантированные клетки находятся не в естественных условиях.
         Интересующие вас клетки можно изолировать путём проточной цитометрии (flow cytometry) и уже с изолированными клетками вы можете делать "всё что хотите" можете экстрагировать ДНК, РНК или протеины, можете узнать что они экспрессируют а что нет, другими словами есть возможность для более полного и детального анализа.

Я считаю что это сообщение затрагивает лишь общие понятия и принципы современного lineage tracing если кто-то хочет знать больше то я бы рекомендовал этот вебсайт: http://www.stembook.org/node/542

Литература:
Nat Rev Cancer. 2013 Mar;13(3):161-71.
Cell. 2012 Jan 20;148(1-2):33-45.
Nature. 2011 Jan 20;469(7330):314-22.
Cell 100, 157–168 (2000)

Физические тренировки как противовоспалительное средство: роль миокинов.

Мы все знаем что физические упражнения/тренировки благотворно влияют на здоровье нашего организма.

Наверное ещё со времён Гиппократа, а может и раньше это было известно. Но не смотря на свой возраст, эта тема актуальна и по сей день и является темой для защиты научных степеней, и исследовательской деятельности целых лабораторий и даже институтов.

Дело в том что исследователей, как и пожалуй большинство людей интересуют детали, и как раз в этом случае мы знаем и видим общую картину но не совсем разобрались с деталями которые и создают этот общий вид.
Лишь один пример, общей картины: мета-анализ 47 клинических исследований в которых суммарно участвовали 10794 пациентов страдающие коронарной недостаточностью показало что если в программу реабилитации вводить физические упражнения (аэробика, пешеходные и/или велосипедные прогулки) то общая смертность падает на 13%, смертность по причине сердечных нарушений на 26%.

Существуют множествo различных механизмов которыми исследователи пытаются объяснить этот феномен.
Относительно недавно норвежский учёный Бенте Педерсен (Bente Pedersen) со своими коллегами вывели гипотезу объясняющая благотворное влияние физических нагрузок на организм. Док. Педерсен подошёл к скелетным мышцам не только как к органу опорно-двигательного аппарата, а как к эндокринному органу, который при сокращении (как известно физические тренировки подразумевают многочисленное сокращение мышц) выделяют различные активные медиаторы которые в свою очередь и влияют на другие органы и системы (прежде всего на иммунную систему). Эти активные медиаторы были названы как миокины, сам процесс миокинез.

Секреторный эффект скелетных мышц во время физических тренировок.

Ничего похожего не слышали? Ведь правда миокины очень созвучны с цитокинами, и действительно некоторые миокины и являются цитокинами например Интерлейкин-6 (Interleukin-6, IL-6) который секретируется скелетными мышцами во время занятий физкультурой.

Существуют два противоположных, но в какой-то мере дополняющих друг друга мнений о том кто является источником этого миокинеза.

1) Это то что сами скелетные мышцы и являются источником выделения миокинов и/или другие клетки которые населяют мышечную ткань на "постоянной" основе, к таким клеткам относятся миосателлиты которые считаются клетками предшественниками "взрослых" миоцитов и которые активно делятся и дифференцируются при физических нагрузках что от части и объясняет увеличение мышечной массы.

2) Это эффект травмы. Долгое время считалось что боль в мышцах после продолжительных тренировок это эффект накопления молочной кислоты. На сегодняшний день становиться ясным что молочная кислота выводится из мышц после тренировок в течении 30 минут до нескольких часов, а как мы знаем боль приходит гораздо позже. При детальном изучении этого эффекта (боль в мышцах) исследователи пришли к выводу что причиной являются микротравмы скелетных мышц которые в свою очередь привлекают иммунные клетки, затем они активизируются и выделяют цитокины/миокины и тем самым запускают процессы воспаления, что в итоге и приводит к боли.

Мне лично больше импонирует вторая версия, эффект травмы, но опять таки что-то конкретно утверждать я не могу, лишь считаю что это мнение более логично обоснованным . Но с другой стороны полностью исключать вовлечение резидентных клеток мышечной ткани в миокинез, наверное было бы неправильно. В целом вопрос остаётся открытым...

Во-время физических тренировок, скелетные мышцы секретируют сотни пептидов, протеинов и других молекул которые обладают аутокринным, паракринным и эндокринным эффектом.
Лишь некоторые из них: интерлейкин-6, интерлейкин-15, лейкемия ингибиторный фактор (leukemia inhibitory factor), иризин (irisin), кальпротектин (calprotectin), мионектин (myonectin), онкостатин М (oncostatin M), остеонектин (osteonectin), функция некоторых из них изображена на верхнем рисунке.
Интерлейкин-6 (ИЛ-6) это один из первых цитокинов который был обнаружен в крови исследуемых людей после физических упражнений. Роль ИЛ-6 в иммунологии очень разнообразна и в какой-то степени противоречива. Так например, многие свидетельства указывают что ИЛ-6 является про-воспалительным медиатором и учавствует в прогрессии таких заболеваний как например ревматоидный артрит. Но в тоже время, ИЛ-6 активизирует экспрессию противо-воспалительных медиаторов в макрофагах такие как ИЛ-10, антагонист интерлейкин-1 рецептора. В области влияния физических тренировок, ИЛ-6 охарактеризован как "положительный" протеин который настраивает иммунную систему на противовоспалительный тон (рисунок ниже).

Противо-воспалительный эффект ИЛ-6 во время физических тренировок.

И если подразумевать что в той или иной степени гипер-воспаление или хроническое воспаление вовлечено во многие патологические процессы, то занятие физкультурой как противо-воспалительное средство, посредством экспрессии различных миокинов, может частично объяснить такой широкий и благотворный эффект.

Литература:
Am J Transl Res. 2014; 6(5): 422–438
Cochrane Database Syst Rev. 2011; 7:CD001800.
Nat Rev Rheumatol. 2014 Nov 25. doi: 10.1038/nrrheum