Zaven Kaprielian, Ph.D.

La investigación en mi laboratorio se centra en identificar los mecanismos que establecen patrones estereotipados de conectividad en el sistema nervioso central (SNC) en desarrollo de vertebrados e invertebrados. Nuestros estudios en vertebrados buscan comprender cómo los axones en crecimiento navegan a través de objetivos intermedios/puntos de elección y finalmente se conectan con sus objetivos apropiados, y cómo esos axones, al salir del SNC, eligen el punto de salida adecuado. Los estudios en invertebrados se centran en identificar los mecanismos moleculares que controlan la ramificación de las dendritas. Para lograr estos objetivos, trabajamos con clases de interneuronas espinales y neuronas motoras de vertebrados, tanto bien estudiadas como poco estudiadas, y con una neurona única de C. elegans que extiende dendritas altamente ramificadas. Nos centramos principalmente en comprender los mecanismos que controlan la búsqueda de rutas de los axones comisurales espinales, una clase importante de axones que cruzan la línea media en el SNC en desarrollo. En estos estudios, utilizamos novedosos sistemas de ensayo in vitro, electroporación in ovo en pollos y una amplia gama de reporteros transgénicos, así como ratones mutantes, para identificar señales de guía y sus correspondientes receptores, que regulan la búsqueda de rutas en poblaciones genéticamente distintas de axones comisurales espinales. Mediante la manipulación de la expresión de receptores de guía en embriones de ratón y pollo, también investigamos cómo los cambios dinámicos en la distribución espacial de estos receptores influyen en diversos aspectos de la búsqueda de rutas en los axones comisurales dentro de la médula espinal. Además, identificamos dianas sinápticas para axones comisurales genéticamente distintos y dilucidamos los mecanismos moleculares que guían subconjuntos específicos de axones comisurales desde la médula espinal hasta el cerebro. Un esfuerzo paralelo se centra en identificar la lógica molecular que regula el desarrollo de las neuronas motoras accesorias espinales, una clase única de neuronas motoras espinales que proyectan axones hacia y a través de puntos de salida laterales discretos y fácilmente identificables. Estos estudios utilizan marcadores de superficie celular y ratones reporteros que marcan selectivamente las neuronas motoras accesorias espinales y sus axones, así como nuestra observación previa de que un factor de transcripción específico es necesario para la salida de los axones motores accesorios espinales del SNC. En estudios en curso, intentamos determinar los mecanismos mediante los cuales receptores específicos de la superficie celular facilitan la salida de estos axones. En nuestros estudios con C. elegans, hemos realizado análisis de ARNi a gran escala para identificar moléculas que regulan la ramificación de las dendritas asociadas con la neurona PVD. Hasta el momento, nuestros resultados implican un papel clave para los motores de microtúbulos de dineína y las proteínas asociadas, así como una proteína que interactúa con la proteína de retraso mental del cromosoma X frágil y componentes de la membrana basal, en la regulación de la formación adecuada de las arborizaciones dendríticas en el sistema nervioso de C. elegans .

Bravo-Ambrosio, A, Mastick, G, Kaprielian, Z. La salida del axón motor de la médula espinal de mamíferos está controlada por la proteína homeodominio Nkx2.9 mediante la señalización Robo-Slit. Development 2012, 139: 1435-1446. http://dev.biologists.org/content/139/8/1435.long

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Aguirre-Chen, C, Bulow, HE, Kaprielian, Z. C. elegans Bicd-1, homólogo del factor accesorio dineína de Drosophila, Bicaudal D, regula la ramificación de las dendritas de las neuronas sensoriales PVD. Development 2011, 138: 507-518. http://dev.biologists.org/content/138/3/507.long