Keresés:


A csoport projektjei és legfontosabb tudományos eredményei
A Molekuláris Biológiai és Genetikai Csoport 1999-ben alakult a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben azzal a céllal, hogy az idegrendszer működésének, fejlődésének és betegségeinek molekuláris és genetikai alapjaira fókuszáló saját kutatási irány kialakítása mellett integrálja a molekuláris biológiai és transzgenikus technológiákat az intézet klasszikus neurobiológiai kutatásaiba.
 
Fő kutatási témáink:
 
1) A GABA felődésreguláló szerepe: génektől a funkcióig  (Katarova Zója és Szabó Gábor)
A kutatócsoportunk molekuláris- és sejtbiológiai, genetikai és transzgenikus, valamint a klasszikus anatómiai és fiziológiai technikákat alkalmazva (a) a GABA-szintetizáló enzimrendszer molekuláris sajátosságait és génjeinek a szabályozását vizsgálja; (b) továbbá a GABA jelátvitel  embrionálsis fejlődésben betöltött szerepét tanulmányozza az idegrendszerben és nem-idegi szövetekben mint modellrendszerekben.
(a) A GABA-szintetizáló enzimcsalád molekuláris jellemzése
Először sikerült klónoznunk a glutaminsav dekarboxiláz 67 KDa formáját kódoló gént, meghatároznunk annak exon-szerkezetét és jellemeznünk a promoter régióját.  Csoportunk felfedezte fel a GAD67 gén által kódolt rövidített embrionális fehérjeformákat (GAD25 és GAD44), amelyek "alternatív splicing" mechanizmussal képződő bifunkcionális mRNS-ek átíródásával keletkeznek. Béta-galaktozidáz és a zöld fluoreszkáló (GFP) markerfehérjéket felhasználva transzgenikus egerekben sikerült azonosítanunk mindkét GAD gén (GAD67 és GAD65) GABAerg-specifikus regulációs régióját. A GFP-t a GABAerg sejtekben expresszáló GAD65-gfp transzgenikus egereinket kiterjedt nemzetközi és hazai együttműködésben használjuk a GABAerg idegsejtek funkcionális jellemzésére és a fejlődésük nyomon követésére.
 (b) A GABA fejlődés-reguláló szerepe az idegrendszerben és a nem-idegi struktúrákban
RNS és fehérjeszinten nyomon követve a különböző GAD formák expresszióját a fejlődő embrióban és  in vitro differenciálódó sejttenyészetekben a következő megállapításokat tettük:
· Mindkét gén aktív a fejlődő idegrendszer differenciálódó zónájában és az expressziójuk átfedést mutat az idegrendszer struktúráját meghatározó génekével. Ugyanezek a sejtek GAD enzimet és GABA-t is tartalmaznak.
· Az idegsejt prekurzorok először a rövidített GAD formákat szintetizálják és ezek közül a GAD44 GABA-t is szintetizál. Az idegi differenciáció során az embrionális GAD formákat fokozatosan felváltják a felnőtt GAD-ok.
· A nem-idegi eredetű embrionális szövetekben is (fogkezdemény, szőrtüsző, lencse, véredények, a szív és a bélrendszer) expresszálódnak a GAD gének.
Eredményeink szerint (i) a nem-szinaptikus GABA-nak, amelyet jórészt az embrionális GAD szintetizál, szerepe lehet az idegi differenciáció szabályozásában és (ii) a GABA-jelátvitel szerepet tölthet be egyéb szervek fejlődésében is.
 
2) Idegsejtcsoportok és jelátviteli rendszerek célzott genetikai módosítása transzgenikus egerekben  (Szabó Gábor)
Kutatócsoportunk olyan transzgenikus technológiákat dolgoz ki, amelyek segítségével az idegrendszer működésében fontos idegsejttípusok (gátló GABAerg neuronok és azok szubpopulációi és a glutamáterg serkentő idegsejtek) nagy pontossággal és akár szabályozott módon is módosíthatók genetikailag.
A GABAerg idegsejtek célzására egy GAD65 gén-alapú, a glutamáterg sejtek genetikai módosítására pedig egy CaMKIIa-alapú vektorrendszert dolgoztunk ki. Különböző idegsejttípusok módosítására bevezettük a bakteriális homológ rekombináción alapuló BAC transzgenikus technológiát.
A bevezetett technológiák felhasználásával, intézeten belüli együttműködés keretében, olyan transzgenikus modelleket állítunk elő, amelyek segítségével idegrendszeri betegségek patomechanizmusa vizsgálható és új terápiás célpontok azonosíthatók.
 
3) A Sejtadhéziós molekulák szerepe az idegrendszer fejlődésében, plasztikus folyamataiban és betegségeiben (Lele Zsolt)
A cadherinek szerepét az idegrendszer fejlődésében és sejtszintű működésében már számos csoport vizsgálta. Ennek ellenére még rendkívűl sok a megválaszolatlan kérdés, mivel az eddig elsősorban az in vitro módszerekkel leírt kísérleti eredmények nem feltétlenül reprodukálhatóak in vivo a szervezet szintjén. A csoportunk a klasszikus, illetve egyes atipikus cadherin molekulák expressziójának és funkciójának vizsgálatát végzi molekuláris biológiai módszerekkel. Az expresszióvizsgálat RNS és fehérjeszinten folyik, míg a funkciót az adott gén természetes expressziójának in vivo megváltoztatásával tanulmányozzuk. Módszereink között szerepel a transzgénikus állatok előállítása, illetve egy nemrég bevezetett szomatikus géntranszfer eljárás, az in utero elektrporáció.
Ezen kívül hasonló módszerekkel vizsgálatokat végzünk a klasszikus cadherinek lehetséges szerepére vonatkozóan az örökletes korai Alzheimer-kórban. Mivel a cadherinek az ebben a korban bizonyítottan fontos szerepet játszó presenilin nevű proteáz enzim szubsztrátjai valamint az asszimmetrikus felépítésű glutamáterg szinapszisok fő strukturális elemei, logikusnak tűnik a feltételezés, hogy a cadherinek poszttranszkripcionális fehérjeszintű regulációjának kóros megváltozása hozzájárulhat az ebben a betegségben leírt szinaptikus degradációhoz és az emiatt kialakuló elbutuláshoz. Jelenleg az N-cadherin expressziójának megváltozását vizsgáljuk a korai Alzheimer kórban előforduló mutációt hordozó transzgénikus egérmodellben. Ha az eredmények biztatóak, akkor transzgénikus egér előállításával vizsgáljuk meg, hogy a cadherin expresszió módosításával lehet-e a kórra jellemző tünetegyüttest kialakítani.
 
Küldetésnyilatkozat
Nemcsak az idegrendszerben, hanem egyéb szövetekben is hasonló jelátviteli molekulák szabályozzák a sejtek közötti kommunikációt és a fejlődési folyamatokat. Ennek tükrében a kutatócsoport érdeklődésének a középpontjában ezeknek a multifunkcionális jelátviteli rendszerek a vizsgálata áll: ezen belül is a GABAerg rendszer működésének molekuláris és genetikai alapjait szeretnénk tisztázni.
Ennek a célnak az elérése érdekében molekuláris, sejtbiológiai, morfológiai és fiziológiai módszereket a transzgenikus technológiával kombinálva vizsgáljuk a GABA-jelátvitel molekuláris komponenseinek, azok közül is kitüntetetten a szintetizáló enzimeknek (glutaminsav dekarboxiláz) az expresszióját, funkcióját és génjeik szabályozását a felnőtt és a fejlődő idegrendszerben, valamint nem-idegi eredetű szövetekben is.
Csoportunk egy másik fő kutatási iránya olyan transzgenikus technológiák kidolgozása, amelyek segítségével különböző idegsejtek, neuronális-hálózatok és jelátviteli utak genetikai módszerekkel célzottan módosíthatók. Az általunk előállított transzgenikus egerek nemcsak az agyműködés és az idegrendszer fejlődésének vizsgálatát segíthetik, hanem modellként szolgálhatnak idegrendszeri betegségek patomechanizmusának kiderítéshez és a fejlesztés alatt álló gyógyszerek teszteléséhez is.
Továbbá vizsgáljuk a sejtadhéziós molekulák szerepét az idegrendszer fejlődése és plasztikus folyamatai során, valamint a neurodegeneratív betegségek kialakulásában.
 
 

Molekuláris Biológia és Genetika Kutatócsoport

Név Szervezet Státusz Szobaszám Mellék Közvetlen szám Fax


Szabó Gábor Dr.   OGR Kutatás (58)    914/a  261  2109980  3233011 
 
Katarova Zója Dimitrova Dr.   OGR Kutatás (58)    915/A, 917, 916  268, 373, 374  2109981  3233011 
 
Máté Zoltán   OGR Kutatás (58)    917  372, 373    3233011 
 
Kis Zita   OGR Kutatás (58)    917  372, 373