Neuronite ja astrotsüütide interaktsioonid
TalTech prioriteetne teadussuund
Klassifikaator (Frascati)
Uurimisrühma juht
Uurimisrühma liige
Võtmesõna
närvisüsteemi rakutüübid
rakutüübi spetsiifiline valkude ja RNA analüüs
neurotrofiin BDNF mitteneuronaalsetes rakkudes
Ülevaade
Kesknärvisüsteemi ehk pea- ja seljaaju kude koosneb lisaks neuronitele mitmetest teistest rakutüüpidest, mille hulgas on neurogliia hulka kuuluvad astrotsüüdid on üks arvukamaid. Tänu rakkude tihedale põimumisele koes on üksikute rakutüüpide molekulaarne analüüs olnud problemaatiline ning kuni viimase ajani on palju uuritud tervikkoe proovide transkriptoome ja proteoome, mis annavad erinevate rakutüüpide keskmistatud tulemuse. Viimasel kümnendil on rakutüübi-spetsiifilises RNA analüüsis toimunud suuri edasiminekuid: Lisaks ühe raku RNA sekveneerimise meetoditele on kasutusse jõudnud geneetilised tööriistad rakutüübi spetsiifiliseks RNA eralduseks koest (TRAP, Ribotag). Rakutüübi setsiifiline proteoomide analüüs ei ole siiski transkriptoomikale järele jõudnud ning laialdast kasutust võimaldavad meetodid puuduvad. Uurimisrühma töö eesmärkideks on arendada välja puromütsiin-märkimisel põhinev rakutüübi spetsiifiline proteoomi analüüsi meetod ning rakendada seda neuronite-astrotsüütide interaktsioonide uurimiseks in vitro segakultuuri katsesüsteemis. Lisaks kasutatakse Ribotag meetodit rakutüübispetsiifiliseks transkriptoomi analüüsiks.Üheks plaanitud lähenemiseks interaktsioonide uurimisel on ühe rakutüübi aktiveerimine rakusisese Ca2+ vabastamisega (selleks plaanitakse rühma töös kasutada DREADD kemogeneetilist süsteemi) ning teise rakutüübi proteoomi/transkriptoomi analüüs. Rühma täiendavaks huviobjektiks on neurotrofiin BDNF regulatsioon ja rollid astrotsüütides ja kardiomüotsüütides. Kompetentsid: neuronite, astrotsüütide, kardiomüotsüütide kasvatamine rakukultuuris; rakutüübi spetsiifiline RNA ja valkude analüüs; adeno-assiotsieeritud viirusvektorite (AAV) tootmine ja kasutamine.
Tähtsamad tulemused
2022. aasta tulemused:• Arendati välja rakuspetsiifilise puromütsiin-märgistamise meetodi nimega PICSL (Puromycin Inactivation for Cell-Selective proteome Labelling) ja uuricti selle kasutusvõimalusi roti ajukoore neuron-gliia ko-kultuuri katsesüsteemis.• Rajati katsesüsteemi neuron-astrotsüüt interaktsioonide transkriptsioonilise väljundi uurimiseks, mis rajaneb rakutüüp-spetsiifilisel Gq GPCR signaalimise (rakusisese Ca2+ vabastamine) ja rakutüüp-spetsiifilisel transkriptsiooni profileerimisel (Ribotag meetod). Koguti esmased andmedneuronite transkriptsioonilise trans-aktivatsiooni kohta läbi astrotsüütide aktiveerimise. Käimas on globaalne transkriptsiooni profileerimine selles katsesüsteemis (RNA-seq analüüs).
Seotud projektid
Seotud struktuuriüksus
Teadusgrupiga seotud publikatsioonid
- Doron-Mandel, E., Koppel, I., Abraham, O., Rishal, I., et al. The glycine arginine-rich domain of the RNA-binding protein nucleolin regulates its subcellular localization // The EMBO Journal (2021) vol. 40, 20, art. e107158.
https://doi.org/10.15252/embj.2020107158 - Koppel, I., Fainzilber, M. Omics approaches for subcellular translation studies // Molecular omics (2018) vol. 14, 6, p. 380–388 : ill.
http://dx.doi.org/10.1039/c8mo00172c - Urb, M., Anier, K., Matsalu, T., Koppel, I., Timmusk, T. et al. Glucocorticoid receptor stimulation resulting from early life stress affects expression of DNA methyltransferases in rat prefrontal cortex // Journal of molecular neuroscience (2019) vol. 68, p. 99–110 : ill.
https://doi.org/10.1007/s12031-019-01286-z - Rozenbaum, M., Rajman, M., Rishal, I., Koppel, I. et al. Translatome regulation in neuronal injury and axon regrowth // eNeuro (2018) vol. 5, 2, art. e0276-17.2018, 15 p. : ill.
http://dx.doi.org/10.1523/ENEURO.0276-17.2018 - Koppel, I., Jaanson, K., Klasche, A., Tuvikene, J., Tiirik, T., Pärn, A., Timmusk, T. Dopamine cross‐reacts with adrenoreceptors in cortical astrocytes to induce BDNF expression, CREB signaling and morphological transformation // GLIA (2018) vol. 66, 1, p. 206-216 : ill.
https://doi.org/10.1002/glia.23238 - Terenzio, M., Koley, S., Samra, N., Koppel, I. et al. Locally translated mTOR controls axonal local translation in nerve injury // Science (2018) vol. 359, 6382, p. 1416-1421 : ill.
http://dx.doi.org/10.1126/science.aan1053