shrnutí výzkumu
naším dlouhodobým cílem je porozumět základním mechanismům chování. Studujeme geny a proteiny, které řídí synapse – spojení mezi nervovými buňkami. Multiprotein stroje, zahrnující mnoho různých synapse proteiny jsou zodpovědné za vrozené a naučené chování, a jejich dysfunkce je základem mnoha mozkových onemocnění a neurologických onemocnění, včetně Alzheimerovy choroby, schizofrenie, autismus, deprese, závislost a mentální postižení. Tyto mechanismy jsou zachovány mezi myší a lidmi a otevírají nové cesty pro diagnostiku a terapeutické objevy.
současné výzkumné zájmy
náš současný výzkum je zaměřen na odhalení rozsahu a funkčních dopadů rozmanitosti synapse v celém mozku. Vyvinuli jsme metody pro mapování proteinového složení v celém mozku při rozlišení jedné synapse. Tyto synaptome mapy, které odhalují molekulární a morfologické rysy miliard synapsí, odhalila bezprecedentní prostoročasové synapse rozmanitosti organizovaných do architektury, která koreluje se strukturálními a funkčními konektomy. Máme charakterizovat, jak synaptome architektury mozku se mění v průběhu života, s fází rychlé expanze následuje pomalý pokles ve stáří, které mohou informovat na přirozené stárnutí a windows náchylnosti k onemocnění. Důležité je, že jsme ukázali, že mutace, které způsobují kognitivní poruchy, jako je autismus, reorganizují synaptomové mapy.
Tyto nové poznatky na synapse rozmanitosti mít významné důsledky pro funkci mozku v oblasti učení a paměti, což vede k nové modely, jak informace jsou uloženy a připomenout. Nyní zkoumáme dynamiku synaptomu – rozsah, v jakém se synapse mění v krátkodobém horizontu, během denních spánkových cyklů, a jak rychle jsou synapse proteiny nahrazeny; a, v dlouhodobějším horizontu, jak senzorické vstupy z prostředí a chování závislé na aktivitě ovlivňují vývoj synaptomu. Jsme také odblokování mozku složitost charakteristickou synapse rozmanitosti v základní jednotky mozku – jednotlivých neuron. Velkým úsilím postupuje naše laboratoř, analýza obrazu a výpočetní nástroje k přímému studiu lidského mozku, odhalující progresivní dopady synaptomu dysfunkcí, jako je Alzheimerova choroba. Mapování synaptomu má také potenciál doplnit klinické techniky, odhalení toho, jaké diagnostické zobrazovací přístupy, jako je PET, nám říkají o poškození synaptomu. Klíčovým cílem vpřed je integrovat všechna tato synaptomová data do stávajících rozsáhlých mezinárodních zdrojů mozkových dat, aby se maximalizovala jejich hodnota objevu zdraví.
Výzkum členové skupiny
- Noboru Komiyama: odborný Asistent
- Emma Sigfridsson: Lab Manager
- Zhen (Ricky) Qiu : Analýza Obrazu pro Vývojáře
- Ragini Aditi: Informatika Inženýr
- Edita Bulovaite: PhD Student
- Dimitra Koukaroundi: PhD Student
- Hanan Lese: PhD Student
- Gabor Varga: Asistent Výzkumu
- Bev Notman: Asistent Výzkumu
- Tereza Wongová: Asistent Výzkumu