Στο εργαστήριο μας χρησιμοποιούμε το νηματώδη Caenorhabditis elegans (παραπομπή Wikipedia), για να διερευνήσουμε τους μοριακούς μηχανισμούς λειτουργίας ή/και δυσλειτουργίας των νευρώνων. Δεδομένης της εξαιρετικής περιγραφής του νευρικού του συστήματος, που αποτελείται από μόλις 302 νευρώνες, ο νηματώδης προσφέρει μια μοναδική πλατφόρμα ιδανική για τέτοιες μελέτες. Ένα ιδιαίτερο πλεονέκτημα του C. elegans, το οποίο δεν εκτιμάται πάντα αρκετά, είναι η δυνατότητα δημιουργίας βιώσιμων μεταλλαγμένων στελεχών με σοβαρά εξασθενημένη νευρωνική λειτουργία ή εκτεταμένες νευρωνικές απώλειες. Αυτά τα μεταλλαγμένα στελέχη μπορούν να μελετηθούν γενετικά, αυξάνοντας – ενίοτε καταλυτικά- την καταλληλότητα αυτού του οργανισμού-μοντέλου για την παρατήρηση της νευρωνικής ανάπτυξης και λειτουργίας. Μπορούμε, για παράδειγμα, να εξαλείψουμε τους περισσότερους κινητικούς νευρώνες αυτού του οργανισμού (ζώου), κατευθύνοντας ειδικά σε αυτά τα κύτταρα την έκφραση μίας τοξικής πρωτεΐνης. Τα σκουλήκια παραλύουν, αλλά μπορούν ακόμα να αναπτυχθούν και να αναπαραχθούν:
Το αποτέλεσμα: Από τα κομψά κινούμενα σκουλήκια…
… στα παράλυτα αλλά ζωντανά και γόνιμα ζώα
Παρόμοιοι κρίσιμοι χειρισμοί συνήθως οδηγούν σε πρώιμη εμβρυϊκή θνησιμότητα σε άλλους οργανισμούς.
Ιοντικά κανάλια νατρίου (DEG/ENaCs) ειδικά για τους κινητικούς νευρώνες, όπως η DEL-1 και η UNC-8 πρωτεΐνη, εμπλέκονται στη διατήρηση μιας ομαλής, εναλλασσόμενης, ημιτονοειδούς μορφής κίνηση.
Τα DEG/ENaC ιοντικά κανάλια που εκφράζονται στους νευρώνες, παρουσιάζουν στικτή κατανομή κατά μήκος των νευραξόνων.
Παρά το μινιμαλιστικό νευρικό του σύστημα, ο νηματώδης C. elegans, εμφανίζει μεγάλη ποικιλία αισθητικών ικανοτήτων και συμπεριφορών. Τέτοιο ευρύ φάσμα ευδιάκριτων φαινοτύπων μπορεί να αξιοποιηθεί χρησιμοποιώντας εργαλεία εξελιγμένης γενετικής και μοριακής βιολογίας, που αναπτύχθηκαν για το νηματώδη, ώστε να διασαφηνιστούν οι μοριακοί μηχανισμοί που διέπουν τις υπέροχες ικανότητες του νευρικού συστήματος. Πάνω σε αυτά τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά, χτίζουμε τις μελέτες μας, εστιάζοντας στους μοριακούς μηχανισμούς του νεκρωτικού κυτταρικού θανάτου κατά τον νευροεκφυλισμό και τη γήρανση, στους μοριακούς μηχανισμούς αισθητικής μεταγωγής και ενσωμάτωσης στο νευρικό σύστημα, στην αλληλεπίδραση μεταξύ κυτταρικού μεταβολισμού και γήρανσης, καθώς και στην ανάπτυξη νέων γενετικών εργαλείων για την έρευνα του C. elegans.
