Zbadanie interakcji mRNA neuroliginy 3 z białkiem zespołu łamliwego chromosomu X

Synapsy są wysoce wyspecjalizowanymi miejscami interakcji pomiędzy dwiema komórkami nerwowymi. Prawidłowe połączenie synaptyczne jest możliwe dzięki występowaniu po stronie prei postsynaptycznej białek adhezyjnych „spinających” ze sobą dwie strony synapsy. Kluczową rolę w tym procesie odgrywa interakcja postsynaptycznych neuroligin z presynaptycznymi neureksynami. Badania ostatnich lat wskazują na ważną rolę neuroligin i neureksyn nie tylko w utrzymaniu fizycznego pomostu zapewniającego stabilność synapsy, ale przede wszystkim w organizacji struktury i zapewnieniu prawidłowego przewodnictwa synaptycznego.

Głównym celem projektu jest uzyskanie wiedzy na temat mechanizmów regulujących poziom białka neuroliginy 3 na synapsie na poziomie molekularnym. Przeprowadzone przez nas badania wstępne wykazały oddziaływanie mRNA neuroliginy 3 z białkiem zespołu łamliwego chromosomu X (FMRP), co wskazuje, że lokalna synteza białka NLGN3 na synapsie jest kontrolowana przez FMRP. Jednak dokładne miejsce oddziaływania tych cząsteczek jest nieznane. W naszych badaniach planujemy określić miejsce wiązania białka FMRP do mRNA neuroliginy 3.

Dodatkowo, żeby lepiej zrozumieć jak FMRP kontroluje poziom neuroliginy 3 w pojedynczej komórce nerwowej planujemy użyć obrazowania za pomocą mikroskopii. W tym celu użyjemy metody, która pozwala na uwidocznienie lokalizacji FMRP oraz pojedynczych cząsteczek mRNA Nlgn3 w hodowli neuronów. Co więcej, w celu poznania fizjologicznego aspektu oddziaływania mRNA Nlgn3 z białkiem FMRP proponujemy zbadać wpływ pobudzenia neuronalnego na lokalizację i współwystępowanie tych cząsteczek w neuronach.

Neuroliginy są niezwykle ważnymi białkami zapewniającymi połączenie synaptyczne. Zaburzenia w regulacji poziomu białek synaptycznych mogą prowadzić do dysfunkcji synaps, która towarzyszy chorobom neurorozwojowym. Mutacje w genie Nlgn3 korelują z występowaniem zaburzeń ze spektrum autyzmu, a przecięty fragment NLGN3 okazał się być czynnikiem stymulującym wzrost nowotworów mózgu. W wyniku realizacji niniejszego projektu zyskamy wiedzę na temat regulacji poziomu neuroliginy 3 na synapsie na poziomie molekularnym, co może przyczynić się do lepszego zrozumienia podłoża zespołu łamliwego chromosomu X, autyzmu oraz innych chorób związanych z dysfunkcją synaps oraz opracowania nowych strategii terapeutycznych.