Reglering av informationsflöde i ett minimalt nervsystem
- Diarienummer
- FFL21-0166
- Projektledare
- Morud Lekholm, Julia
- Start- och slutdatum
- 220801-271231
- Beviljat belopp
- 15 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Göteborg University
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Allt du upplever och just nu tänker uppstår när dynamiska förändringar sker i det komplexa nervsystemet i din hjärna. Att kunna förstå sambandet mellan hur gener regleras och styr vårt beteende är en central fråga inom neurovetenskapen. För att förstå detta krävs insikt i hur genprodukter verkar i neuronala kretsar för att tolka sensorisk information från vår omvärld. Att kunna nå denna nivå av förståelse försvåras av den oerhörda komplexitet i däggdjurs hjärnor, där av har enklare modellorganismer framgångsrikt använts, som är lättare att studera och manipulera. Detta projekt kommer därav nyttja de kraftfulla genetiska och bildbearbetningstekniker som finns tillgängliga i nematoden C. elegans, för att kunna förstå den roll som flera okända eller nyligen identifierade jonkanalreceptorer, har i regleringen av neurala nätverk. Dessa receptorer binder signalsubstanser som serotonin och dopamin, vilka har en viktig roll för hjärnans funktion. I projektet kommer de senaste teknikerna inom molekylärbiologi och biokemi att användas för att ge detaljerad förståelse av de molekylära mekanismer som reglerar grundläggande neurala processer, såsom inlärning och skapandet av nya minne. Storskaliga metoder för att detektera beteendeeffekter av genetiska eller farmakologiska manipulationer av receptorerna kommer att användas. Det föreslagna projektet kommer att vidga vår syn på några av de mest fundamentala neurala processerna - hur en nervsignal fortplantas i ett neuralt nätverk.
Populärvetenskaplig beskrivning
För att kunna förstå hur hjärnan tar in och behandlar signaler från vår omvärld måste vi först förstå hur signaler uppstår i den enskilda nervcellen. Dessa typer av processer är mycket svåra att förstå i mer komplexa organismer, såsom möss och människa. Genom att använda ett tillvägagångssätt med en mindre komplex organism, såsom rundmasken C. elegans, minskar antalet möjliga processer och en ökad chans till förståelse för molekylär mekanismer och grundläggande principer i ett nervsystem finns. Detta är ett tidigare mycket framgångsrikt koncept och flera stora vetenskapliga genombrott har gjorts i enklare modellorganismer. I C. elegans finns endast 302 nervceller, att jämföras med människans biljoner nervceller. Detta har möjliggjort att alla kopplingar och kontakter (synapser) mellan nervceller i C. elegans är kartlagda och kända, vilket gör tolkningen av hur nervsignaler uppstår och fortplantas enklare. Detta projekt syftar till att utnyttja de fördelar som C. elegans som modell har ochre så vis med hög noggrannhet kunna studera en grupp okända eller, av den sökande, nyligen karaktäriserade receptorer som finns på nervcellens yta och i kopplingarna mellan nervceller. Dessa receptorer aktiveras av ämnen såsom dopamin och serotonin, ämnen som man vet har stor betydelse för olika typer av beteenden, som att styra olika rörelsemönster eller hur djur och människor svarar på olika typer av stimuli från omgivningen. Detta innebär komplex kommunikation mellan flertalet nervceller och för att fullt ut kunna förstå hur nervceller signalerar och hur dessa signaler fortplantas i ett nervsystem, måste man veta i detalj hur dessa receptorer fungerar. Detta inkluderar vilka specifika ämnen som binder till receptorerna, vad som händer i cellen när receptorerna aktiveras och hur cellen kontrollerar antalet receptorer som finns tillgängliga för att kunna aktiveras på cellens yta. Projektet kommer även att undersöka hur grundläggande mekanismer för enkla former av inlärning och minne styrs via dessa receptorer och vad som i sin tur styr tillgängligheten av receptor i nervcellen. Detta för att i förlängningen öka vår förståelse för hur denna grupp av receptorer är inblandade i fortplantningen och bearbetning av stimuli från vår omvärld.