Mari Palgi

Neural plasticity is the ability of nervous system to change its activity in response to stimuli by reorganizing its structure, functions, or connections and this is the main cellular basis for memory. Activity-regulated genes play crucial roles in the formation of neuronal plasticity, and dysregulation of this process gives rise to various nervous system disorders. The neurotrophin BDNF is among the best-studied activity-regulated genes, and its polymorphisms are associated with impairments in human cognition. Our results also place the basic helix-loop-helix transcription factor TCF4, that is implicated in a variety of psychiatric and autism spectrum disorders, to the group of activity-regulated transcription factors. The aim of this project is to study gene regulation in intellectual disability and autism spectrum disorders with emphasis on disease-associated transcription factors TCF4, SATB2, FOXP1, and neurotrophin BDNF for finding new drug targets.

Projekt OptimaMind keskendub ajapiiranguga söömisele, et parandada aju tervist ja võidelda vananemisega kaasnevate väljakutsetega. Ajalooliselt oli inimeste juurdepääs toidule sageli juhuslik, muutes vahelduva paastumise (teise nimega aeg-restrikteeritud söömise (TRE)) elu loomulikuks osaks. See ajalooline kontekst loob aluse TRE võimalike eeliste mõistmiseks tänapäeval, eriti kognitiivse tervise kontekstis. On näidatud, et TRE kutsub esile adaptiivseid molekulaarseid muutusi, mis kaitsevad rakuressursse, parandades samal ajal füüsilist ja kognitiivset jõudlust. Sellised muutused hõlmavad süsteemse põletiku vähenemist ja raku antioksüdantide potentsiaali suurenemist. Üks TRE mõju näidetest on beeta-hüdroksübutüraadi (BHB), ketoonkeha, mis parandab kognitiivseid funktsioone, tootmine. Maksas toodetud BHB on oluline energiasubstraat, millel on võrreldes teiste energiaallikatega kasulikumaid omadusi. Ja vastupidi, sagedane toidutarbimine ja vähene füüsiline aktiivsus võivad pärssida BHB tootmist, vähendades seega selle positiivset mõju. Projekti OptimaMind eesmärk on uurida erinevate meetodite abil TRE mõju kognitiivsete funktsioonide biomarkeritele, eriti vananevas elanikkonnas. Kavandatavas projektis kasutatakse Euroopas olemasolevaid biopankade proove ja erinevaid paastuprotokolli kohordi andmeid, et uurida neuroprotektiivseid biomarkereid erinevates populatsioonides. Oodatavad tulemused hõlmavad uusi teadmisi TRE-st kui mittefarmakoloogilisest strateegiast kognitiivse pikaealisuse suurendamiseks ja dementsuse ennetamiseks. Projekti eesmärk on ka teavitada tervishoiuteenuse osutajaid ja avalikkust praktilistest tõenduspõhistest strateegiatest aju tervise säilitamiseks. OptimaMind mõjutab rahvatervise soovitusi, kliinilisi tavasid ja heaolutööstust, mille eesmärk on lõpuks parandada kognitiivset tervist ja elukvaliteeti vananevas elanikkonnas.

Copper is an essential cofactor for more than twenty enzymes crucial for cellular energy production, antioxidative defense, and oxidative metabolism. Free copper ions, however, are toxic and copper metabolism is therefore highly controlled. Dysregulation of copper homeostasis occurs in multiple diseases, including Wilson's (WD) and Alzheimer's disease (AD). This project strives to develop a comprehensive understanding of human copper metabolism and tools for its regulation. This will be achieved using a systems biology approach, which we applied earlier to intracellular Cu(I) proteome. We will expand this research to Cu(II) proteome in the blood and cerebrospinal fluid by using a novel LC-ICP MS-based approach. The expected results will substantially advance the knowledge on copper metabolism, and facilitate the search for molecular tools for its regulation. The latter will be tested in cellular and animal disease models and could provide novel molecular tools for WD and AD treatment.