25-29 июня 2024 года в Вене (Австрия) прошел форум, организованный Федерацией Европейских Нейробиологических сообществ (FENS) 2024.

FENS Forum — крупнейший в Европе международный конгресс по нейронауке, охватывающий все области нейронауки от фундаментальных до трансляционных исследований.

Со стороны Сколтеха в работе конференции приняли участие аспиранты центра молекулярной и клеточной биологии Дмитрий Крюков и Екатерина Кузьмина со следующими работами:

Расширение клеточного ядра приводит к ремоделированию структуры хроматина в стареющих нейронах

Авторы: Дмитрий Крюков, Екатерина Еременко, Дмитрий Смирнов, Дэниел Штайн, Александра Цитрина, Анастасия Голова, Моника Эйнав, Екатерина Храмеева, Дебра Тойбер

Старение, особенно в мозге, включает в себя нарушения во многих клеточных и молекулярных функциях, многие из которых регулируются в клеточном ядре. Структура хроматина играет важную роль в регуляции экспрессии генов и поддержании геномной стабильности. Во время дифференцировки хромосомы приобретают свою уникальную топологию в зависимости от типа клеток, которая должна сохраняться на протяжении всей жизни, но она может также ухудшаться с возрастом. Однако влияние старения на трехмерную структуру хроматина нейронов остается в значительной степени неизвестным. Объединив методы захвата конформации хроматина и микроскопии, мы исследовали кортикальные нейроны молодых и старых мышей и обнаружили расширение клеточных ядер нейронов в процессе их старения. Это расширение изменяет топологию компартментов, топологически ассоциированных доменов (TAD) и хроматиновых петель. В то время как более крупные TAD имеют тенденцию к диссоциации, более мелкие TAD и петли демонстрируют усиленные взаимодействия для поддержания связности хроматина в старых нейронах. Эти топологические изменения влияют на границы TAD, что приводит к их общему ослаблению. Интересно, что мы приписываем эти изменения изменениям физических сил расширяющегося ядра, заполняющего растущую внутриядерную область, влияющего на экспрессию генов и топологию хроматина.

Бегущие волны активности нейронов объясняют вращательную динамику в экспериментальных данных и моделировании

Авторы: Екатерина Кузьмина, Дмитрий Крюков, Михаил Лебедев 

Пространственно-временные свойства активности нейронной популяции в моторной коре были предметом экспериментальных и теоретических исследований, породивших многочисленные интерпретации относительно механизмов подготовки и выполнения движений конечностей. Две конкурирующие модели, репрезентативная и динамическая, стремятся объяснить связь между параметрами движения и нейронной активностью. Динамическая модель использует метод jPCA, который целостно характеризует колебательную активность в нейронных популяциях, выявляя вращательную динамику данных. Были предложены различные интерпретации вращательной динамики, обнаруженную с помощью jPCA. Тем не менее, природа такой динамики остается плохо изученной. Мы всесторонне проанализировали датасеты с нейронной популяцией и обнаружили, что вращательная динамика последовательно объясняется шаблоном бегущей волны. Для количественной оценки силы вращения мы разработали комплекснозначную вращательную меру. Кроме того, мы определили параметры, влияющие на степень вращения в данных. Наши результаты показывают, что вращательная динамика и бегущие волны, как правило, являются одними и теми же явлениями, поэтому необходима переоценка предыдущих интерпретаций, в которых они считались отдельными сущностями.