Investigation of Neuronal Protein Trafficking at the Molecular Scale
Tid: Fr 2023-12-15 kl 09.00
Plats: Air&Fire, Tomtebodavägen 23, 171 65, Solna
Språk: Engelska
Ämnesområde: Fysik, Biologisk och biomedicinsk fysik
Respondent: Martina Damenti , Biofysik, Ilaria Testa
Opponent: Professor Clive Bramham, University of Bergen
Handledare: Associate Professor Ilaria Testa, Skolan för teknikvetenskap (SCI)
QC 2023-11-17
Abstract
Neuroner är polariserade celler som kodar information i nervsystemet viaelektrokemiska kopplingar genom synapser. Inställningen av synaptiskaanslutningar möjliggörs av ett plastproteinhandelssystem som fungerar pånanoskala för att finjustera den neuronala ultrastrukturen. Vår förståelse av denneuronala biologin gynnades verkligen av tillkomsten av levande cell-kompatiblafluorescenstekniker som kan nå den molekylära nivån. Emellertid involverar detneuronala människohandelssystemet molekylära komplex, från organeller tillsynaptiska modulatorer, som verkar med distinkt dynamik på varierandespatiotemporala skalor. En enda teknik kämpar för att porträttera dessakomplexa fenomen eftersom det är svårt att kombinera molekylär upplösning,hastighet och mildhet. Därför kräver deras undersökning ofta, tillsammans medtekniska framsteg, kombinationen av fluorescensmetoder med komplementäraegenskaper. I avhandlingen utforskar jag det neuronala proteinhandelssystemeti molekylär skala med användning av distinkta banbrytandefluorescensmikroskopi och spektroskopitekniker. Den neuronala tubuläraendoplasmatiska nätverksgeometrin och dynamiken var relaterad tillunderavdelningens storlek genom att kombinera STED och parallelliseradRESOLFT-mikroskopi. Dessutom beskrevs den tredimensionella dynamiskainteraktionen mellan tubulärt endoplasmatiskt retikulum och mitokondrier.Den basalaktivitetsdrivna återvinningen av synaptiska vesiklar övervakades förförsta gången via händelseutlöst STED, en automatiserad metod som kan initieraSTED-avbildning vid upptäckt av händelser som kalciumspikar.Insikter i den postsynaptiska omorganiseringen av byggnadsställningar ochskelettproteiner vid stimulering erhölls och utökade genomströmningen avlevande cellers superupplösning till alla dimensioner med multifoci och 3DparallelliseradRESOLFT.Slutligen studerades de molekylära tillstånden av Activity-RegulatedCytoskeleton-Associated Protein (Arc), involverat i distinkta aspekter avneuronal proteinhandel. Våra observationer, erhållna genom att kombineradistinkta avancerade metoder som DNA-PAINT och STARSS, stödjer enbågpotential verkningsmekanism som tidigare outforskad.