Az agy „feltérképezése” egy folyamatos, újabb és újabb felfedezéseket feltáró és ígérő munka: egyre részletesebb térképek születnek az élő szervezetben együttműködő idegsejtekről.

Igen, az utóbbi évtizedben ez a tudományterület óriási lendületet kapott: már azt is szeretnénk megtudni minden egyes idegsejtről, hogy milyen más idegsejtekkel áll kapcsolatban egy-egy agyterületen. A mi laborunk a kapcsolódási pontokra, az úgynevezett szinapszisokra fókuszál. Hogy egy hasonlattal éljek, azt nézzük, az idegsejtek hogyan „beszélnek” egymással. Ez egy nagyon sokrétű probléma. Amikor ugyanis „beszélnek” egymással, nem mindig ugyanakkora a hangerősség. Ha pedig üzenetsor halad át a sejtek között, akkor vannak olyan szinapszisok, amelyek az üzenetsor elejét hangsúlyozzák jobban, mások pedig a végét, mint ahogy mi, emberek is hangsúlyozzuk a mondatokat. A szinapszisok változékonysága már régóta ismert, azt viszont nem tudjuk – és ez nagyon fontos - hogy pontosan milyen molekulák felelősek ezért a változékonyságért, és azt sem, hogy a hálózat két idegsejtje közötti szinapszisban mennyire erős kapcsolat és milyen dinamika alakul ki.

Ebben a projektben arra teszünk kísérletet, hogy molekulárisan is feltérképezzük a szinapszisokat. Így próbáljuk megtalálni azokat a „molekula-ujjlenyomatokat”, amelyek felelősek egy-egy szinaptikus funkcióért. Tudom, még elképzelni is nehéz, de egyetlen szinaptikus kapcsolat működésében akár kétezer molekula is részt vehet! Szerencsére nem kell mind a kétezret górcső alá venni, a különböző szinapszisokban nagyon sok fehérje azonos, és csak kis részük (kb. párszáz) különböző.

A molekula-együttállások feltérképezésével a megismerés újabb szintjéhez érkeznek el.

Ez a célunk. A szinapszisnak jó pár olyan molekulája lehet, amelynek mennyisége másodpercenként vagy néhány másodpercenként, percenként változik. A másodperces változásokat nem tudjuk követni a módszerünkkel. Azt a változást azonban kimutathatjuk, ami két-három napos tanulás után következik be. Tételezzük fel, hogy van olyan idegsejtünk, amely a citrom illatára aktív, egy másik pedig az almáéra. Ezzel a módszerrel lényegében le tudjuk követni, hogy ennek a két féle sejtnek az aktivitása hogyan alakul, ezzel pedig nagyon sokat megtudhatunk idegsejtjeink működési mechanizmusáról.

Nagyon kevés olyan labor létezik a világon, ahol a szinapszisok molekuláris összetételét olyan érzékenységű módszerekkel képesek vizsgálni, mint mi. Olyan labor már több van, amely a legújabb módszerekkel követi a vizsgált állat fejében levő idegsejtek aktivitását, és megmondja, hogy például alma- vagy citromillatra aktiválódott-e egy sejt. De olyat nem ismerek, amely képes az aktivitás követésére, és utána ugyanannak az idegsejtnek a szinapszisaiban – egy másik bonyolult módszerrel – megállapítja a különböző fehérjék mennyiségét. Ez a világon mindenképpen egyedülállónak nevezhető, ez a projektünk erőssége. Ez persze még csak a történet eleje, de ha az eljárásunk valóban fontos lesz, akkor talán „ipari méretűvé” skálázzák fel és automatizálják.

Hasonló történt a humán genom projekt esetében is.

Abban az alapvető módszer felfedezése volt a legfontosabb elem. A mi eljárásunkkal a központi idegrendszer érdekes működési jelenségeire világíthatunk rá, és ennek később a gyógyításban is szerepe lehet. Társadalmi szempontból ez mindenképp kulcsfontosságú mozzanat.

Most kik a munkatársai?

Kis laborral dolgozom. Három szenior kollégám van, akik a negyvenes éveikben járnak. Négy harminc-harmincöt év közötti posztdoktor és két PhD-hallgató tartozik még a csoportba, akik közel járnak a védéshez, és utána külföldön folytatják a munkát. Két technikus is segít a kísérletekben. Tehát velem együtt tízen dolgozunk majd a projekten.

Érdekes párhuzamot látok az ERC és a magyar támogatások között. A két Lendület-pályázatot megfeleltethetjük az ERC Starting és Consolidator (alap- és felső szintű) Grantjának. Eddig a második Lendület-pályázat után, amikor az ember már hat-nyolc éve dolgozott legalább négy-öt fővel, nem tudta, honnan szerezzen pénzt a folytatáshoz. Nagyon örülök, hogy az NKFI Hivatal bevezette az „Élvonal” pályázatot ennek a problémának a megoldására. Fontos, hogy jól felkészült, magas színvonalon dolgozó, nemzetközi összehasonlításban is kiemelkedő kutatók legyenek itthon, akik nyílt versenyben „küzdenek meg” a legkiválóbb pályázatok elnyeréséért.

Pályázati program: Élvonal - Kutatói kiválósági program (KKP_17)

A projekt címe és azonosítója: Hippokampális szinapszisok különböző funkcionális tulajdonságainak molekuláris ujjlenyomata (126322)

A projekt futamideje: 60 hónap

A projekt támogatása: 277 680 000 Ft

Megjegyzés: Nusser professzor ugyanennek a kutatási témának a kibővített változatára 2018. áprilisában elnyerte az ERC (European Research Council/Európai Kutatási Tanács) Advanced Grant támogatását, ezért a projekt támogatása az Élvonal programból az érintett projektek párhuzamos finanszírozásának elkerülése végett 2018 őszétől megszűnik.