El proyecto multidisciplinar pretende descifrar la cinética humana en la función y la enfermedad del cerebro

La Iniciativa Chan Zuckerberg (CZI) ha anunciado cuatro subvenciones plurianuales de la Red Celular Exploratoria para investigadores que exploren las fronteras de la genómica, la biología celular y la biología sintética mediante el desarrollo de nuevas técnicas de medición. Los proyectos reunirán laboratorios regionales en California, la región del Atlántico Medio y el Triángulo de Investigación.

Klaus Hahn, Ph.D., Profesor Distinguido de Farmacología Ronald J. Thurman y miembro del Centro Oncológico Integral Lineberger de la UNC, codirigirá un proyecto titulado «El triángulo de investigación: Descubriendo las topologías ocultas del genoma humano» con Scott Soderling, Ph.D., biólogo celular de la Universidad Duke and Albert. Keung, Ph.D., es ingeniero químico y biomolecular de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.

Cada una de las tres instituciones recibirá un millón de dólares, otorgado en un período de tres años, con posibilidad de extenderlo a los próximos años. Los tres investigadores codirigen este esfuerzo, que es posible entrelazando diversas tecnologías en sus laboratorios.

Los grupos del Triángulo se centrarán en el kinoma, un grupo de más de 500 proteínas que actúan como «interruptores moleculares» esenciales para la función del sistema nervioso, las enfermedades neurológicas y una variedad de trastornos no neurológicos. Por ejemplo, las quinasas p38 responden a estímulos de estrés y participan en funciones cognitivas y emocionales, incluida la ansiedad, la neurodegeneración y la toma de decisiones de alto nivel.

Mucho trabajo ha llevado a comprender las quinasas específicas y cómo funcionan. Debido a que las quinasas trabajan juntas como miembros de grandes circuitos, también es importante que los investigadores vean cómo se influyen entre sí y funcionan como un todo.

Éste es el objetivo del nuevo proyecto -; Que combina la capacidad del laboratorio Keung para mapear conexiones e interacciones entre muchas quinasas, la capacidad del laboratorio Söderling para comprender cómo se hacen y funcionan estas conexiones dentro del cerebro, y la capacidad del laboratorio Han para ver y controlar las actividades de las quinasas en tiempo real para comprenderlas. Cómo los eventos de activación transitorios regulan los circuitos

Los investigadores están desarrollando nuevas herramientas para vincular información sobre estos diferentes aspectos del comportamiento de las quinasas y estudiar las quinasas de manera amplia dentro del sistema nervioso de un organismo (En vivo). El laboratorio Keung está creando nuevas herramientas y métodos de detección molecular para proporcionar información precisa y cuantitativa sobre qué quinasas interactúan y con qué rapidez y precisión ocurren estas interacciones.

El grupo de Soderling estudiará las actividades de las quinasas en cerebros vivos, examinando cuáles de estas posibles interacciones ocurren durante comportamientos específicos. El laboratorio de Hahn desarrollará capacidades para detener o iniciar quinasas en cerebros vivos y visualizar su activación en tiempo real. Soderling de la Universidad de Duke recopilará esta información utilizando un modelo computacional integrado del movimiento humano.

Este proyecto de investigación multifacético, que incluye el desarrollo de herramientas, aplicaciones experimentales y modelado, tiene implicaciones para abordar muchos otros tipos de proteínas y otros problemas biológicos celulares de alta dimensión, que abarcan múltiples enfermedades humanas. El objetivo final de este proyecto es identificar nuevas dianas terapéuticas en el cerebro y generar nuevas herramientas de diagnóstico que informen e interpreten cambios dinámicos en la locomoción humana.