NAP 3 kutatási téma címe:
Humán kérgi szinapszisok molekuláris nano-arhitektúrája
Tervezett kutatás leírása:
A kérgi serkentő szinapszisok működéséhez sok száz fehérje összehangolt működése szükséges. A zöme molekula pontos funkciója még ismeretlen, de számos kulcsszerepet betöltő molekula funkciója már részben ismert. Az elmúlt évek nagyfeloldású molekuláris neuroanatómiai vizsgálatai rávilágítottak, hogy nem csak a molekulák pontos izoformája, és mennyiségük, hanem a szinapszison belüli pontos elrendeződésük is fontos hatással van a működésre. Talán az egyik legszebb példája ennek, hogy a kisagyi gátló interneuronok szinapszisaiban 5-öd annyi preszinaptikus Ca2+ csatorna található, mint a serkentő párhuzamos rost szinapszisokban, és mégis a vezikulák felszabadulási valószínűsége magasabb ezen gátló szinapszisokban. Ennek magyarázata, hogy a gátló szinapszisokban kevés, de közeli (15-20 nm) Ca2+ csatorna közvetíti a release-t, míg a gyenge serkentő szinapszisokban több mint száz Ca2+ csatorna található, de ezek 50 nm-re el vannak „távolítva” a szinaptikus vezikuláktól. Mivel a vezikulákon található Ca2+ szenzornál mért Ca2+ koncentráció nem csak a Ca2+ csatornák számától, hanem azok szenzortól mért távolságtól is függ, így könnyen belátható, hogy a preszinaptikus funkció nagymértékben függ a molekulák nanométeres skálán történő eloszlásától (nano-topológia). A jelen pályázatban azt a hipotézist teszteljük, hogy az emberi agykéreg serkentő szinapszisai funkcióját a molekuláris nano-topológiájuk is reflektálja. A pályázatunk fő célja, hogy skizofrén és kontrol emberi agykérgi serkentő szinapszisok molekuláris nano-topológiájának összehasonlításával a betegségben bekövetkezett funkció módosulást megjósoljuk.
Kutatócsoport vezető rövid bemutatása:
Nusser Zoltán az ELKH Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet csoportvezető kutatóprofesszora és igazgatója. Egyetemi tanulmányait az Állatorvostudományi Egyetemen végezte, majd az Oxfordi Egyetemen szerzett doktori fokozatot 1995-ben. 1995 és 2000 között az Oxfordi Egyetemen, a University College Londonban és a University of California, Los Angeles-ben volt posztdoktori kutató. 2000-ben alapította meg a Celluláris Idegélettan Laboratóriumot a KOKI-ban. Érdeklődési területe a gátló és serkentő szinapszisok molekuláris felépítésének és működésének; a dendritek aktív tulajdonságainak és szerepük a szinaptikus bemenetek integrációjában; valamint a hippokampális neuronhálózat működésének megértése. Kutatásait az elmúlt 2 évtizedben a Wellcome Trust, A Howard Hughes Medical Institute, a Human Frontier Science Program, a Boehringer Ingelheim Fond, a European Science Foundation, European Research Council és az MTA Lendület program pályázatai támogatták. 75 eredeti közlemény (2 Nature, 2 Science, 4 Nature Neurosci, 10 Neuron) szerzője, melyekre >16 000 idézetet kapott. Munkásságát többek között FENS Boehringer, Ignaz L. Lieben, Debiopharm Life Science, Széchenyi és Bólyai Díjakkal ismerték el.
A kutatócsoport saját honlapjának elérhetősége:
Kulcsszavak, amik jellemzik a kutatási témát:
Hippokampusz, idegsejt, szinapszis, dendrit, axon, patch-clamp, két-foton imaging, immunhisztokémia
Témához kapcsolódó releváns publikációk az elmúlt 3 évből:
Aldahabi, M., Balint, F., Holderith, N., Lorincz, A., Reva, M., and Nusser, Z. (2022) Different priming states of synaptic vesicles underlie distinct release probabilities at hippocampal excitatory synapses, Neuron, 110, 4144-4161
Holderith, N., Aldahabi, M., and Nusser, Z. (2022) Selective enrichment of Munc13-2 in presynaptic active zones of hippocampal pyramidal cells that innervate mGluR1α expressing interneurons, Front in Synaptic Neuroscience, 773209
Karlocai, M.R., Heredi, J., Benedek, T., Holderith, N., Lorincz, A. and Nusser, Z. (2021) Variability in the Munc13-1 content of excitatory release sites, eLife, 0:e67468
Holderith, N., Heredi, J., Kis, V., and Nusser, Z. (2020) A high-resolution method for quantitative molecular analysis of functionally characterized synapses, Cell Rep., 32, 107968
Rebola, N., Reva, M., Kirizs, T., Szoboszlay, M., Lorincz, A., Moneron, G., Nusser, Z. and DiGregorio, D.A. (2019) Distinct nanoscale calcium channel and synaptic vesicle topographies contribute to the diversity of synaptic function. Neuron, 104, 693-710.