Oligodendrocyter är avgörande för neuronal kommunikation och normal hjärnfunktion. Nedsatt funktion i dessa celler har observerats vid åldrande och i olika neurologiska sjukdomar, men de molekylära mekanismerna bakom dessa förändringar är fortfarande till stor del okända. Att få insikt i dessa processer är avgörande för att främja ett hälsosamt åldrande och utveckla effektiva behandlingar.
I Functional Neurogenomics Lab angriper vi denna viktiga fråga ur ett nytt perspektiv genom att studera transposabla element (TEs). Trots att de är starka genregulatorer och utgör mer än hälften av vårt genom har TEs till stor del förbisetts, vilket lämnar mycket kvar att upptäcka. Vårt tidigare arbete visar att TEs har en stark påverkan på genuttryck i den mänskliga hjärnan, ofta genom interaktion med sina epigenetiska repressorer såsom DNA-metylering. Detta är särskilt relevant eftersom DNA-metyleringsmönster förändras med ålder och sjukdom och spelar en viktig roll i differentiering, mognad och funktion hos celler i oligodendrocytlinjen. Detta utgör vår huvudsakliga forskningsfråga: Hur påverkar förändringar i epigenetisk repression transposonernas funktion i oligodendroglia och därmed hjärnans funktion?
Vår forskning utgår från hypotesen att förändringar i DNA-metylering över TEs leder till TE-drivna förändringar i genuttryck och funktionella konsekvenser i oligodendroglia. Vi strävar efter att kartlägga de grundläggande epigenetiska processer som reglerar TEs i denna celltyp, samt att undersöka hur ålders- och sjukdomsrelaterade förändringar i denna epigenetiska repression driver TE-medierade molekylära och funktionella förändringar.
Genom att använda humanbaserat material, inklusive post mortem-vävnad och avancerade cellmodeller, kombinerar vi cellulär reprogrammering med CRISPR-baserad gen- och epigenomredigering. Vår multi-omikstrategi integrerar long-read- och single-cell DNA- och RNA-sekvenseringsdata med epigenomiska tekniker samt bioinformatiska pipelines anpassade för studier av transposabla element.
Sammanfattningsvis drivs vår forskning av en nyfikenhet kring genreglering i den mänskliga hjärnan och syftar till att reda ut de komplexa dynamikerna mellan transposabla element och deras epigenetiska repressorer i olika sammanhang. Genom att utveckla TE-inriktade strategier för epigenetisk återställning vill vi överbrygga klyftan mellan mekanistisk förståelse och terapeutisk innovation.
Funktionell neurogenomik