Opis projektu
Poznanie architektury białek synaptycznych w zdrowiu i chorobie
Transmisja informacji neuronalnych w mózgu zachodzi z udziałem wyspecjalizowanych struktur zwanych synapsami. Zawierają one ponad 2 000 odrębnych białek, a do tej pory nie zbadano dokładnie ich organizacji przestrzennej, architektury i sieci interakcji. Naukowcy z finansowanego przez UE projektu SynLink opracują metodę wzajemnie powiązanej spektrometrii mas (ang. cross-linking mass spectrometry), która znajdzie zastosowanie w analizie struktury proteomu synaptycznego. Obrane przez zespół podejście pozwoli na rozpoznanie rearanżacji sieci synaptycznych i zmian, które zachodzą podczas uczenia się i formowania pamięci. Co ważne, może być ono wykorzystane do badania nieprawidłowości w funkcjach synaptycznych, które leżą u podstaw różnych zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych.
Cel
Brain function crucially depends on chemical neurotransmission at synapses, while, conversely, synaptic dysfunction underlies neurological and psychiatric disorders. Synapses are composed of more than 2,000 distinct proteins, spatially organized into specialized molecular machineries. During decades of efforts, researchers have acquired a wealth of knowledge on individual key components of the synapse. However, the overall picture of the spatial arrangement, molecular architecture and interaction network of the synaptic proteome remains largely uncharted. Furthermore, innovative methods that allow system-wide profiling of these organizational aspects of synaptic proteins are in great demand.
I propose to develop a highly sensitive cross-linking mass spectrometry (XL-MS) pipeline to analyze structural and organizational features of the synaptic proteome at an unprecedented depth and comprehensiveness. In parallel, I also plan to establish quantitative XL-MS strategies to reveal global network rearrangements and complex-specific alterations during long-term potentiation, which arguably is the most attractive cellular model for learning and memory. Importantly, it is foreseeable that numerous novel insights can be discovered, for which I will use complementary approaches and tools, such as biochemistry, super-resolution imaging, structural modelling and network analysis to validate and interrogate their molecular details and network principles. These studies will yield groundbreaking insights into the molecular architecture of the synapse and thereby fill a crucial knowledge gap in neuroscience. Furthermore, they will provide a framework to gain a deeper understanding of the dynamic regulation in synaptic plasticity and synaptic dysfunction in neurological disorders.
Dziedzina nauki
- natural sciencesbiological sciencesneurobiology
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteinsproteomics
- medical and health sciencesclinical medicinepsychiatry
- natural sciencesphysical sciencesopticsmicroscopysuper resolution microscopy
- natural scienceschemical sciencesanalytical chemistrymass spectrometry
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
12489 Berlin
Niemcy