Studier av synapser ger ökad kunskap om hjärnans utveckling

Som Wallenberg Scholar vill Rickard Sandberg undersöka molekylära regler hos de proteiner som hjärncellerna använder när de kommunicerar. Målet är nya kunskaper om hur hjärnan utvecklas och ny kunskap om uppkomsten av neurodegenerativa och psykiatriska sjukdomar.

Hjärnan fungerar genom ett komplext nätverk av nervceller där information överförs genom kontakter mellan nervceller, så kallade synapser. Synapserna etableras med hjälp av olika typer av proteiner som även bestämmer synapsens funktion. Proteiner i synapser produceras med hjälp av en process som kallas för alternativ splitsning, till många olika proteinvarianter. 

Eftersom genetiska förändringar i synaptiska proteiner är starkt kopplade till sjukdom, kan man få insikter om neurodegenerativa och psykiatriska sjukdomar genom att undersöka hur dessa synaptiska proteiner påverkar hjärnans funktion.

Vill knäcka koden 

Forskare tror nu att det finns en specifik molekylär kod som styr vilka synapser som bildas och hur de fungerar, men den detaljerade informationen om processen saknas i nuvarande studier av hjärnan. 

Rickard Sandberg och hans forskargrupp utvecklar därför nya metoder för att förstå hur koden fungerar. 

– Vi vill systematiskt undersöka hur alternativ splitsning av synaptiska proteiner skiljer sig mellan olika typer av celler i hjärnan, och om dessa mönster kan förutsäga vilka synapser som kan bildas samt deras funktion, säger Rickard Sandberg.

Det första steget är att undersöka alternativ splitsning över hjärnans olika typer av celler hos möss, därefter planerar forskarna att undersöka om nervcellernas splitsningsmönster bestäms redan i fosterstadiet. Man planerar också att använda en metod som kallas Patch-seq för att undersöka hur olika varianter av proteiner påverkar hur nervcellerna fungerar elektriskt.

Genom att undersöka hur varianter av synaptiska proteiner påverkar hjärnans funktion, hoppas forskarna kunna bättre förstå neurodegenerativa och psykiatriska sjukdomar, som Alzheimer och depression.

– Vi vill även kartlägga dessa molekylära mönster i mänsklig hjärna för att bättre förstå hur genetiska förändringar i neurodegenerativa och psykiatriska sjukdomar påverkar hjärnans synapser och leder till sjukdom, säger Rickard Sandberg.