Choanoflagellater og opprinnelsen til synaptiske vesikler

I dyrs nervesystem overføres signaler fra en nervecelle til en annen via synapser. Synapser er de små forbindelsene mellom to nerveceller og kan enten være elektriske eller kjemiske. Fokuset i avhandlingen min var på kjemiske synapser. Her lagres en kjemisk substans eller transmitter i såkalte synaptiske vesikler, som smelter sammen med den presynaptiske membranen og frigjør sin last i synapsespalten. Dette gjør at transmitteren kan diffundere over synapsespalten og binde seg til målreseptorene i postsynapsen. Fusjonsmekanismen mellom den synaptiske vesikelen og den presynaptiske membranen avhenger av visse proteiner, som også involverer proteiner som er en del av kjernen i den synaptiske vesikelen. Overraskende nok har choanoflagellater mange av disse proteinene. Choanoflagellater er encellede organismer som lever i ulike vannmiljøer. De er de nærmeste encellede slektningene til dyrene. I avhandlingen min viser jeg at proteinene som danner kjernen i en synaptisk vesikkel og er viktige for membranfusjon, finnes i de to choanoflagellat-artene Salpingoeca rosetta og Monosiga brevicollis. Dette funnet tyder på at disse proteinene kan være eldre enn selve nervesystemet. Et av proteinene som er ansvarlig for vesikelfusjon, kalles synaptobrevin. Vi har undersøkt dette proteinet i S. rosetta nærmere, da det ikke er mye vi vet om dette proteinet hos choanoflagellater. Arbeidet vårt har vist at det finnes både likheter og forskjeller mellom proteinet i choanoflagellater og i dyrenes nervesystem. Ved hjelp av 3D-rekonstruksjoner kunne vi vise at de to choanoflagellatartene som ble analysert, har mange vesikler som kan tilordnes ulike typer. I likhet med nerveceller har disse vesiklene en polar fordeling hos choanoflagellatene. Hvilke av disse vesiklene som skilles ut og hvordan, gjenstår å undersøke. Resultatene våre danner grunnlaget for fremtidige studier av evolusjonen av synaptisk vesikelsekresjon.

Personalia

Ronja Göhde har en mastergrad i biokjemi fra Universitetet i Heidelberg. Før det tok hun en bachelorgrad i biologi ved det tekniske universitetet i Darmstadt, der hun oppdaget sin lidenskap for biokjemi og membranproteiner. I forbindelse med masteroppgaven jobbet hun med et prosjekt om klimaendringer ved Alfred Wegener-instituttet. Siden 2018 har hun jobbet med doktorgradsprosjektet sitt, der hun undersøker opprinnelsen til og evolusjonen av regulert sekresjon.