François Lallemend

Ragnar Söderberg Fellow in Medicine, 2012

Anslagsförvaltare

Karolinska Institutet

Institutionen för neurovetenskap

Projektsammanfattning

Sensoriska nervceller

Molekylära mekanismer som kontrollerar identiteten av olika sensoriska neuron och dess koppling till ryggmärgen

En av de fundamentala frågeställningarna inom utvecklingsbiologin är att förstå vilka mekanismer som kontrollerar identiteten hos enstaka neuroner och dessa nervcellers kontakt med andra celler. Sensoriska neuroner i det perifera nervsystemet, som överför information från en mängd olika stimuli till det centrala nervsystemet, är ett idealt modellsystem för att studera de mekanismer som leder fram till hur specifika nervcellstyper genereras och hur deras projektioner sker.

Projektet ämnar genom den senaste teknologin identifiera nyckelfaktorer som kontrollerar de molekylära, morfologiska och funktionella egenskaperna hos sensoriska neuron. Projektet kommer också att, som första grupp, karakterisera, anatomiskt och genetiskt, de olika grupper av sensoriska neuron som sammanlänkar enstaka armmuskler med det centrala nervsystemet. Detta är ett specifikt nätverk som reflekterar den kritiska responsen av sensorisk feedback för att koordinera rörelser. I det långa loppet kommer dessa studier att ge inblick i de fundamentala principer som är involverade i den korrekta formeringen av det nervsystemet. Studierna kommer även att leda till nya strategier för utformningen av mer effektiva smärtterapier samt främjandet av topografiskt specifik nervregeneration efter en ryggmärgsskada.

Ambitionen är att bidra med ny kunskap och att de egna publicerade studierna ska komma att bli några av de viktigaste referenserna inom området. En viktig aspekt i projektet är att att stödja de yngsta forskarna i gruppen genom handledning och stöd för utveckling, så att de ges möjligheter utveckla sin förmåga och sina färdigheter i att forska.

One of the fundamental issues in the field of developmental biology is to understand the mechanisms that control the identity of individual cells and their connections within their environment. The task of establishing appropriate cell types and patterns of connectivity is uniquely complex in the nervous system, where a diverse variety of neuronal types integrate together to form the components and circuits indispensable for nervous system function.

Here, using state of the art technologies, we propose to identify the molecular network that, through iterative interactions, controls each step of the developmental programs of proprioceptive and nociceptive sensory neurons, from birth, through diversification, axonal growth and synaptic connectivity. In parallel, we propose for the first time to identify, anatomically (Connectome) and genetically (Transcriptome) the different pools of sensory neurons that connect individual forelimb muscles to the central nervous system, a specific wiring which reflects the critical contribution of sensory feedback pathways to the coordination of movement. 

Over the long term, these studies will provide significant insights into the fundamental principles involved in the proper formation of the nervous system as well as new strategies for the design of more effective pain therapies and for promoting topographically specific nerve regeneration following spinal injury.