forskningsoversigt
vores langsigtede mål er at forstå de grundlæggende adfærdsmekanismer. Vi studerer de gener og proteiner, der styrer synapser – forbindelserne mellem nerveceller. Multiproteinmaskiner, der omfatter mange forskellige synapsproteiner, er ansvarlige for medfødt og lært adfærd, og deres dysfunktion ligger til grund for mange hjernesygdomme og neurologiske tilstande, herunder demens, autisme, depression, afhængighed og intellektuel handicap. Disse mekanismer bevares mellem mus og mennesker og åbner nye veje til diagnose og terapeutiske opdagelser.
nuværende forskningsinteresser
vores nuværende forskning er fokuseret på at afdække omfanget og funktionelle virkninger af synapsdiversitet i hele hjernen. Vi har udviklet metoder til hjerne-dækkende kortlægning af proteinsammensætning ved single-synapse opløsning. Disse’ synaptome ‘ kort, der afslører de molekylære og morfologiske træk ved en milliard synapser, har afdækket hidtil uset spatiotemporal synapsdiversitet organiseret i en arkitektur, der korrelerer med de strukturelle og funktionelle forbindelser. Vi har karakteriseret, hvordan hjernens synaptomarkitektur ændrer sig gennem hele levetiden, med faser med hurtig ekspansion efterfulgt af langsomt fald i alderdom, der kan informere om naturlig aldring og vinduer med sygdomsfølsomhed. Det er vigtigt, at vi har vist, at mutationer, der forårsager kognitive lidelser, såsom autisme, omorganiserer synaptomkort.
disse nye fund om synapsediversitet har vigtige konsekvenser for hjernens funktion med hensyn til læring og hukommelse, hvilket fører til nye modeller for, hvordan information gemmes og tilbagekaldes. Vi undersøger nu dynamikken i synaptomet – i hvilket omfang synapser ændrer sig på kort sigt, under daglige søvncyklusser, og hvor hurtigt synapsproteiner udskiftes; og på længere sigt, hvordan sensoriske input fra miljøet og aktivitetsafhængig adfærd påvirker synaptomudvikling. Vi låser også op for hjernens kompleksitet ved at karakterisere synapsdiversitet i den grundlæggende enhed i hjernen – den individuelle neuron. En stor indsats er at udvikle vores laboratorium, billedanalyse og beregningsværktøjer til direkte undersøgelse af den menneskelige hjerne og afsløre de progressive virkninger på synaptomet af dysfunktioner som f.eks. Synaptome-kortlægning har også potentialet til at supplere kliniske teknikker og afdække, hvilke diagnostiske billeddannelsesmetoder som PET fortæller os om skade på synaptomet. Et centralt mål fremad er at integrere alle disse synaptomdata inden for eksisterende store internationale hjernedataressourcer for at maksimere deres sundhedsopdagelsesværdi.
Forskningsgruppemedlemmer
- Noboru Komiyama: Senior lektor
- Emma Sigfridsson: Lab Manager
- vi (Ricky) vi : Image Analysis Developer
- Ragini Gokhale: Informatik Ingeniør
- Edita Bulovaite: Ph. D. – Studerende
- Dimitra Koukaroundi: Ph. D. – Studerende
- Hanan Skoven: Ph. D. – Studerende
- Gabor Varga: Forskningsassistent
- Bev Notman: Forskningsassistent
- Theresa Vong: Forskningsassistent