Kjemogenetiske verktøy utviklet fra marine virvelløse dyr

Kjemogenetiske verktøy er en klasse med signalmolekyler vi bruker for å studere hvordan hjernen fungerer normalt og ved sykdom. Mange av disse verktøyene ble utviklet fra proteiner som vi finner i pattedyr, som mennesker. Disse verktøyene kan imidlertid utgjøre en feilkilde når de brukes i forskning på andre pattedyr, som for eksempel rotter og mus hvor de kan forstyrre normal funksjon. Min tilnærming til problemet var å utvikle lignende kjemogenetiske verktøy, men i stedet bruke proteiner funnet i marine virvelløse dyr for å redusere sannsynligheten for å forstyrre de normale funksjonene til nevroner i pattedyr. Marine virvelløse dyr er en stor gruppe dyr, blant annet sjøsnegler, blekkspruter eller børstemark.

I dette arbeidet ble det studert proteiner som fungerer som signalmolekyler i nevroner som man finner i marine virvelløse dyr. Disse proteinene, også kjent som ionekanaler, fungerer som porter for elektriske ladede partikler. Partiklene kalles natriumioner (Na+) og finnes i salter. Ionekanalene gjør det mulig for natriumioner å bevege seg inn i nevronene. Dette bidrar til dannelse av elektriske signaler mellom forskjellige nevroner. Gruppen av ionekanalene som ble brukt i denne avhandlingen styres av et lite peptid som kalles FMRFamide. Dette peptidet fungerer som en nøkkel, og derfor kalles kanalene "FMRFamide-gated Na+ channels" eller FaNaCs.

Ved å mutere forskjellige FaNaCs identifiserte vi noen få aminosyremolekyler blant de hundrevis som utgjør ionekanalen, som er viktige for aktivering av FMRFamide. Vi kombinerte deretter noen av disse mutasjonene som øker potensen av FMRFamide ved FaNaCs. Resultatet av denne metoden øker potensen av FMRFamide mer enn tusen ganger hos disse mutantene. Disse muterte FaNaCs kan fungere som sikrere kjemogenetiske verktøy som ikke forstyrrer normal nervefunksjon i videre forskning.

Personalia

Mowgli Dandamudi har jobbet med en doktorgrad under veiledning og tilsyn av Timothy Lynagh. Han har lært seg å bruke elektrofysiologi og undersøke egenskapene og evolusjonen av ionekanaler fra marine organismer som blekkspruter, østers og segmenterte ormer i Lynagh Lab ved Michael Sars-senteret. Hans akademiske bakgrunn er innen molekylær nevrovitenskap, og han har en mastergrad fra Universitetet i Ulm i Tyskland.