Hogyan lesz a gondolatból fehérje? 2,5 millió eurót nyert az MTA kutatóintézete, hogy megadja a választ
Két és fél millió eurót nyert az Európai Kutatási Tanácstól az elkövetkező 5 évre Nusser Zoltán, az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetének (KOKI) munkatársa.
A kutató és csapata a támogatásból arra keresi a választ, hogy miként formálják az emlékek és a gondolatok az idegsejtjeink közötti kapcsolatot biztosító szinapszisok felépítését. Mert az utóbbi években derült ki, hogy a szinapszisok molekuláris gépezeteinek működését nemcsak a genetika, hanem ezek a megfoghatatlanabb tényezők is befolyásolják – közölte szerdán az MTA.
Az emberi agy több milliárd idegsejtből álló hálózatában rengeteg kapcsolat alakul ki, amelyeken keresztül a sejtek kommunikálnak egymással. A szinapszisnak nevezett kapcsolódási pontok többségében molekulák (ingerületátvivő anyagok) közvetítésével jut át a jel egyik idegsejtből a másikba. A jelek küldését és fogadását megvalósító rendszer finoman összehangolt működésű fehérjék sokaságából áll. A rendszer összetettségét jól mutatja, hogy becslések szerint legalább minden tizedik génünk az idegsejtek szinapszisainak valamelyik fehérjét kódolja.
Az utóbbi években a kutatók számtalan különböző típusú szinapszist azonosítottak. Ahogy azonban a mérési módszerek egyre pontosabbá váltak, kiderült, hogy a szinapszisok jelátviteli „gépezetének” fehérje-összetétele olyankor is eltérő lehet, amikor azt semmilyen genetikai ok vagy sejttípus-tulajdonság nem indokolná. Úgy tűnik, hogy idegsejtek működésének története – például az, hogy milyen memórianyom kialakításában vettek részt – jelentős hatással van a köztük kialakult szinapszisok felépítésére. Hogy pontosan miben nyilvánul meg ez a hatás, annak kiderítésére nyerte el Nusser Zoltán az Európai Kutatási Tanács 2,5 millió eurós Advanced Grant támogatását.
A gondolattól a fehérjékig
Nusser Zoltán kutatócsoportjával olyan kísérleti rendszert állított össze, amellyel szigorúan kontrollált körülmények között vizsgálhatják meg az agyműködésnek a szinapszisok fehérje-összetételére gyakorolt hatását. Rendszerükben négy alapvető szint épül egymásra, amelyekhez külön-külön is az utóbbi néhány év eredményeire van szükség.
- A kutatók pontosan meghatározott cselekvéssorozatokat végeztetnek kísérleti egerekkel, miközben mérik egyes idegsejtjeik működését.
- Az agy megfigyelt területéből túlélő agyszeleteket készítenek, majd különféle biofizikai vizsgálatokat végeznek a kiszemelt idegsejteken, valamint a köztük kialakult szinapszisokon.
- A szövetmintákban egy saját fejlesztésű jelölési módszerrel azonosítják a szinapszisok fehérjéit. A különböző típusú, megjelölt fehérjék azonosítását szupernagy felbontású mikroszkóppal végzik (a STED névre hallgató technológia kifejlesztéséért Stefan W. Hell 2014-ben elnyerte a kémiai Nobel-díjat).
- A szinapszisok működése (múltja) és fehérje-összetétele közötti kapcsolatok még nem jelentenek feltétlenül ok-okozati összefüggést. Az utolsó lépésben a kutatócsoport ezt a kérdést vizsgálja: genetikai beavatkozással megváltoztatják az így felfedezett fehérjeegyüttesek mennyiségét, és figyelik, hogy a beavatkozásnak — azonos kísérleti körülmények között — milyen hatásai vannak a szinapszisok funkcionális jellemzőire. Itt derülhetnek ki azok az ok-okozati összefüggések, amelyekből valóban mélyreható következtetéseket lehet levonni az idegsejtek és a szinapszisok működésére vonatkozóan.
Nusser korábban már elnyerte egyszer az Európai Kutatási Tanács Advanced Grantjét, később pedig pályázati bírálóbizottságokban is részt vett, így sokat megtudhatott arról, mi is jellemzi a befutott kutatók ígéretes programjait. Az erre a szintre eljutott kutatóknál alapvető követelmény a korábbi sikeres tudományos karrier, ugyanakkor a benyújtott projekttel szemben elvárás, hogy valamelyest szakítson a múlt eredményeivel, és új irányba induljon el. Nusser a következő években a Nemzeti Agykutatási Program keretein belül is folytat idegtudományi kutatásokat.
(Forrás: MTA)