Rezumatul cercetării
scopul nostru pe termen lung este de a înțelege mecanismele fundamentale ale comportamentului. Studiem genele și proteinele care controlează sinapsele – conexiunile dintre celulele nervoase. Mașinile multiproteinice care conțin multe proteine sinapse diferite sunt responsabile pentru comportamentele înnăscute și învățate, iar disfuncția lor stă la baza multor boli cerebrale și afecțiuni neurologice, inclusiv boala Alzheimer, schizofrenia, autismul, depresia, dependența și dizabilitatea intelectuală. Aceste mecanisme sunt conservate între șoareci și oameni, deschizând noi căi pentru diagnostic și descoperiri terapeutice.
interesele actuale de cercetare
cercetarea noastră actuală se concentrează pe descoperirea domeniului de aplicare și a impactului funcțional al diversității sinapselor în creier. Am dezvoltat metode pentru cartografierea la nivel cerebral a compoziției proteice la rezoluție cu o singură sinapsă. Aceste hărți sinaptomice, care dezvăluie trăsăturile moleculare și morfologice ale unui miliard de sinapse, au descoperit o diversitate de sinapse spațio-temporale fără precedent, organizată într-o arhitectură care se corelează cu conectomii structurali și funcționali. Am caracterizat modul în care arhitectura sinaptomică a creierului se schimbă de-a lungul vieții, cu faze de expansiune rapidă urmate de scăderea lentă a vârstei înaintate, care pot informa despre îmbătrânirea naturală și ferestrele de susceptibilitate la boli. Important, am arătat că mutațiile care provoacă tulburări cognitive, cum ar fi autismul, reorganizează hărțile sinaptomice.
aceste noi descoperiri privind diversitatea sinapselor au implicații importante pentru funcția creierului în ceea ce privește învățarea și memoria, ducând la noi modele ale modului în care informațiile sunt stocate și rechemate. Acum investigăm dinamica sinaptomului – măsura în care sinapsele se schimbă pe termen scurt, în timpul ciclurilor zilnice de somn și cât de rapid sunt înlocuite proteinele sinapselor; și, pe termen lung, modul în care intrările senzoriale din mediu și comportamentul dependent de activitate influențează dezvoltarea sinaptomului. De asemenea, deblocăm complexitatea creierului prin caracterizarea diversității sinapselor în unitatea fundamentală a creierului – neuronul individual. Un efort major progresează laboratorul nostru, analiza imaginii și instrumentele de calcul către studiul direct al creierului uman, dezvăluind impactul progresiv asupra sinaptomului disfuncțiilor, cum ar fi boala Alzheimer. Cartografierea sinaptomelor are, de asemenea, potențialul de a completa Tehnicile clinice, descoperind ce abordări imagistice diagnostice, cum ar fi PET, ne spun despre deteriorarea sinaptomului. Un obiectiv cheie care merge înainte este de a integra toate aceste date synaptome în resursele de date internaționale existente la scară largă pentru a maximiza valoarea descoperirii sănătății.
Membrii grupului de cercetare
- Noboru Komiyama: Lector Superior
- Emma Sigfridsson:Manager de laborator
- Zhen (Ricky) Qiu: dezvoltator de analiză a imaginilor
- Ragini Gokhale: Inginer Informatica
- Edita Bulovaite: Doctorand
- Dimitra Koukaroundi: Doctorand
- Hanan Woods: Doctorand
- Gabor Varga: Asistent De Cercetare
- Bev Notman: Asistent De Cercetare
- Theresa Wong: Asistent De Cercetare