Populærvidenskabelig titel på dit projekt
Hvirveldyr og hjertets evolution
Hvad handler dit ph.d.-projekt om?
Mit projekt omhandler form og funktion i hjertet hos hvirveldyr med særligt fokus på de mekanismer, der bestemmer hjertets fyldning samt regulering af
hjertets rytme. Jeg arbejder med sammenlignende fysiologi og studerer derfor forskellige dyregrupper, men har en særlig interesse i hjertet hos krybdyr. Mere specifikt er jeg interesseret i, hvordan venøst tilbageløb er reguleret for derigennem at øge hjertets minutvolumen under aktivitet, ventilation og fordøjelse. Heriblandt også den (autonome) nervøse regulering af kredsløbet samt indflydelsen af hormoner og andre signalmolekyler. Jeg forsker også i, hvordan blodet fra lungerne og kroppen adskilles i hjertet hos forskellige arter af krybdyr (skildpadder, øgler, slanger, krokodiller), der hver især udviser forskellig grad af opdeling af blodflowet i hjertet.
Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?
Som barn var jeg utrolig interesseret i krybdyr, en interesse jeg aldrig har mistet. Under min uddannelse på University of Manchester begyndte jeg at værdsætte skønheden og elegancen i fysiologi (hvordan kroppen fungerer), især ’komparativ fysiologi, som udforsker diversiteten af fysiologiske processer i forskellige dyr. Helt naturligt fokuserede jeg senere under mit studium, under kyndig vejledning, på hjertets regulering i krybdyr.
Dette valg førte mig, via Erasmus-programmet, til Danmark i 2012, hvor jeg fortsatte mine studier under vejledning af professor Tobias Wang, Aarhus Universitet. Her fik jeg cementeret min passion for komparativ kredsløbsfysiologi og var derfor utrolig glad for at få mulighed for at komme tilbage til Aarhus i 2014 for at påbegynde min ph.d.
Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?
Kontinuerlig funktion af hjertet er kritisk. Det bevidner den hyppige forekomst af hjertesygdom over det meste af verden, samt især den associerede høje dødelighed. Men for at forstå, hvordan hjertet fungerer, må vi forstå, hvordan det udvikledes. Det er umuligt at studere vores forfædres hjerte direkte, men ved at studere de forskellige hjerter i krybdyr – og andre dyr – er det muligt at klarlægge de fundamentale egenskaber i hvirveldyrenes hjertet. Krybdyr giver derfor mulighed for at forstå, hvordan hjertet tilpassede sig vigtige evolutionære spring, såsom overgangen fra vand til land (og den dertilhørende evolution af lunger) og udviklingen af endotermi (varmblodede dyr). Derudover er hjertet i forskellige krybdyr sammenligneligt med flere medfødte hjerteabnormaliteter i mennesker. For at forstå hjertets funktion i eksotiske dyr må vi udvikle adskillige nye teknikker. Disse inkluderer mikrokirugi, som er nødvendig for at studere hjertet i levende dyr samt forskellige ’reduktionistiske’ præparationer, der klarlægger funktionen af den isolerede hjertemuskel og isolerede celler. Disse fysiologiske studier må passe ind i en morfologisk ramme, afstedkommet af anatomiske dissektioner og histologi. I sidste ende vil denne multidiciplinære fremgangsmåde give indsigt i funktionen af både det raske og det syge vertebrathjerte.
Hvad betyder et EliteForsk-rejsestipendium for dine fremtidige muligheder?
EliteForsk-rejsestipendiet vil give mig mulighed for at lave et fyldestgørende studie af, hvordan skildpadders kredsløbssystem er tilpasset livet i vand. Under vejrtrækningen kan hjertets minutvolume forøges flere gange I alle de studier, der hidtil er udført, har der været den begrænsning, at de var udført under unaturlige betingelser – i et laboratorium. Jeg vil som det første (efterår-vinter 2017) rejse til University of North Texas, USA, for i samarbejde med Dr. Dane Crossley studere hjertets funktion i tre arter af skildpadder (rødøret terrapiner, snapskildpadder, blødskjoldsskildpadder) ved hjælp af ’state-of-the-art’-teknikker, som gør det muligt at studere dyrene under deres naturlige betingelser. Derefter (forår-sommer 2018) vil jeg medbringe fikserede hjerter fra disse tre forskellige arter til Academic Medical Centre (Amsterdam, Holland) for at bruge moderne molekyler i biologiske og histologiske teknikker, og derved undersøge hjertets struktur og neuronal innervering i samarbejde med Dr. Bjarke Jensen. Jeg vil også studere hjertets udvikling i skildpadder for at undersøge, hvordan hjertet formes, og hvordan det kardiovaskulare system modnes i ægget for at forberede dyrene til livet efter deres udklækning.
Lidt om mennesket bag forskeren
Uden for forskningen er fodbold min absolut største lidenskab. Jeg nyder samtlige aspekter af ”the beautiful game” – at spille det, at se det og at læse om det. Jeg har især en særlig fascination af sammenspillet mellem fodbold, politik og kultur på verdensplan. Jeg sætter også stor pris på livemusik, især indie rock og folkmusic, til koncerter og festivaller.
Fagområde
Zoofysiologi
Forskningsinstitution
Aarhus Universitet, Institut for Bioscience
Bopælskommune
Aarhus
Kontaktoplysninger
E-mail: william.joyce@bios.au.dk