Hur påverkar kalciumaktivitet utvecklingen av den mänskliga hjärnan hos friska och sjuka? Tredimensionella studier av hjärnorganoider som utvecklats från mänskliga inducerade pluripotenta stamceller.

Den mänskliga hjärnan är komplex och många aspekter om dess utveckling återstår att utforska. I början av hjärnans utveckling sker en kraftig nybildning av stamceller som ger upphov till ett stort antal olika celltyper som bygger upp hjärnans komplicerade strukturer. Ny forskning visar att mekanismer som kontrollerar koncentrationen av cellens kalciumjoner (Ca2+) spelar en stor betydelse för viktiga cellulära processer under hjärnans utveckling. I min forskning undersöker jag proteinet NRXN1 som, när det muteras, kan ge upphov till neuropsykiatrisk sjukdom. Det är känt att NRXN1 är involverad i Ca2+ signalering och min hypotes är att mutationer i NRXN1 påverkar Ca2+-signaleringen som stör processer vid hjärnans utveckling. Jag kommer använda pluripotenta stamceller (iPSC), en teknik som belönades med Nobelpriset 2012. iPSC kommer att användas för att skapa tredimensionella hjärnorganoider och i detalj studera molekylära mekanismer som styr uppbyggnaden av den mänskliga hjärnan. Genom att använda iPSC från friska personer respektive från patienter med neuropsykiatrisk sjukdom orsakade av mutationer i NRXN1 kan vi med hjälp av avancerade mikroskopimetoder och molekylärbiologiska tekniker undersöka hur NRXN1 påverkar Ca2+-signaleringen och bildandet av såväl enskilda hjärnceller som större hjärnstrukturer. Således syftar detta projekt till att ge ny insikt om cellulära mekanismer som styr den mänskliga hjärnans utveckling och som när de störs kan resultera i neuropsykiatrisk sjukdom.