Projektid

Närvisüsteem koosneb mitmetest erinevatest rakutüüpidest, mis moodustavad koes tihedalt läbipõimunud peenstruktuuri. Rakud on omavahel tihedalt kontaktis ja närvisüsteemi talitlemisel toimuvad pidevad interaktsioonid rakkude vahel. Selline ehitus muudab keeruliseks nii biomolekulide analüüsi moel, mis võimaldab rakke üksteisest eraldada puhtalt ja peenstruktuuridesse kuuluvat osa ohverdamata. Üheks käesoleva projekti eesmärgiks on tehnoloogiline arendustöö, millega töötatakse välja rakutüübi-põhine proteoomika meetod närvisüsteemi rakutüüpide analüüsimiseks. Teiseks projekti eesmärgiks on uurida, kuidas neuronite ja astrogliia rakkude koos kasvatamisel rakukultuuris ühe rakutüübi aktiveerimine mõjutab teise rakutüübi geeniekspressiooni, ning milliste rakkudevaheliste signaalmolekulide kaasabil selline kommunikatsioon toimub.

Gliiarakkude hulka kuuluvad astrotsüüdid on üheks peamiseks rakutüübiks kesknärvisüsteemis (KNS). Astrotsüütidel on oluline roll KNSi arengu ja homöostaasi tagamisel ning nende rakkude talitlushäired aitavad kaasa kõigi peamiste neuroloogiliste häirete tekkimisele. Hiljutised uuringud on näidanud, et neuronite aktiveerumise mõjul neist lähtuvad stiimulid avaldavad olulist mõju astrotsüütides toimuvale geeniekspressioonile. Neid muutusi reguleerivad mehhanismid astrotsüütides on aga veel suures osas teadmata. Käesolev projekt keskendub just selle küsimuse uurimisele. Me kasutame nüüdisaegseid funktsionaalgenoomika lähenemisviise, et analüüsida regulatoorelemente ja transkriptsioonifaktoreid astrotsüütides vastusena neuronite aktivatsioonile. Projekti tulemusel saadav ülevaade nendest mehhanismidest aitab aru saada stiimul-sõltuvast geeniekspressiooni regulatsioonist KNSis. See omakorda panustab mitmete neuropatoloogiate tekkemehhanismide mõistmisesse.

Projektis uuriti, kuidas aju päritolu neurotroofset tegurit (brain-derived neurotrophic factor, BDNF), mida tavaliselt uuritakse neuronites, reguleeritakse südamerakkudes ja mitteneuronaalsetes ajurakkudes, mida nimetatakse astrotsüütideks. Leidsime signaalid, mis "lülitavad" BDNF-i südamerakkudes sisse, näiteks noradrenaliin (sarnane adrenaliinile), ja uurisime DNA piirkondi, mis aitavad seda lülitit kontrollida. Seejärel keskendusime astrotsüütidele, mis on teatud tüüpi neuroneid toetavad mitteneuronaalsed rakud (üks tüüp nn gliiarakke). Me täheldasime, et kui neuroneid ja astrotsüüte hoitakse koos ja neuroneid aktiveeritakse, reageerivad astrotsüüdid, tootes rohkem BDNF-i. BDNF on aktiivselt uuritud valk, kuna tal on olulised funktsioonid kesknärvisüsteemis ja eriti neuronites. Viimasel ajal on BDNF-i ekspressiooni ja funktsiooni uuritud ka teistes rakutüüpides, mis näitab selle neurotrofiini rollide olemasolu väljaspool neuroneid. Samuti muudab BDNF düsregulatsioon mitmetes patoloogilistes seisundites selle huvitavaks sihtmärgiks terapeutiliste rakenduste jaoks. Käesoleva projekti raames saadud tulemused on seega olulised nii kitsamalt neurotrofiinide kogukonnale kui laiemalt neurobioloogidele ja südameveresoonkonna uurijatele; lisaks annavad need andmed ravistrateegiate kavandamiseks ja rakendamiseks vajalikke põhiteadmisi. Selle projekti eesmärkide saavutamiseks oli vaja kasutusele võtta ja optimeerida erinevaid meetodeid erinevate rakutüüpide kasvatamiseks ja biokeemilisteks eksperimentideks. Projekti tulemusena on need nüüd osa rühma mitmekülgsest tööriistakomplektist ja neid saab rakendada mitme meie uurimisküsimuse lahendamiseks, mida ma isiklikult pean projekti oluliseks tulemuseks. Oluline verstapost ja ja selle stipendiumiga seotud üks peamine saavutus on ka kaasjuhendatud üliõpilase magistritöö edukas kaitsmine.