Our research aims to study the fundamental mechanisms regulating synaptic transmission. We combine electrophysiological approaches with advanced dynamic imaging techniques to assess neuronal excitability and neuromuscular junction (NMJ) functional integrity under both physiological and pathological conditions.
Using genetically modified mouse models, including targeted mutations and gene deletions, we investigate the functional role of specific proteins in synaptic regulation. A major focus of the laboratory is to understand the cellular and synaptic mechanisms underlying motor dysfunction in Spinal Muscular Atrophy (SMA).
Nuestra investigación tiene como objetivo investigar los mecanismos fundamentales que regulan la transmisión sináptica. Combinamos aproximaciones electrofisiológicas con técnicas avanzadas de imagen dinámica para evaluar la excitabilidad neuronal y la integridad funcional de la unión neuromuscular en condiciones fisiológicas y patológicas.
Mediante modelos murinos genéticamente modificados, analizamos el papel funcional de proteínas específicas en la regulación sináptica. Una línea central del laboratorio es comprender los mecanismos celulares y sinápticos que subyacen a la disfunción motora en la Atrofia Muscular Espinal (AME).
Calcium homeostasis is essential for synaptic transmission and neuronal excitability. In this project, we investigate how calcium signaling is altered in mouse models of Spinal Muscular Atrophy (SMA).
We integrate live calcium imaging, electrophysiological recordings, and molecular approaches to determine how calcium dysregulation contributes to synaptic failure.
In collaboration with Columbia University (New York, USA), this project investigates the functional consequences of a specific variant of the molecular chaperone Hspa8 in mouse models of Spinal Muscular Atrophy.
We examine whether this genetic modifier can rescue neuromuscular transmission deficits at the NMJ from early postnatal stages to advanced adulthood. Using electrophysiology, structural synaptic analysis, and longitudinal functional assessment, we aim to determine how protein quality control pathways influence motor neuron stability and synaptic integrity.
We study the passive and active membrane properties of spinal motor neurons derived from SMA mouse models. Our goal is to characterize alterations in intrinsic excitability, firing frequency, input resistance, and action potential dynamics.
By combining patch-clamp electrophysiology with pharmacological manipulation, we investigate whether early changes in neuronal electrical behavior precede neuromuscular dysfunction and contribute to motor circuit instability.
We functionally characterize genetic variants of the Nav1.1 sodium channel identified in patients with epilepsy.
We analyze their biophysical properties, membrane expression, and impact on neuronal firing patterns using electrophysiological and molecular approaches. This work aims to establish mechanistic links between channel dysfunction and epileptic phenotypes, contributing to genotype-phenotype interpretation.
La homeostasis del calcio es fundamental para la transmisión sináptica y la excitabilidad neuronal. En este proyecto investigamos cómo se altera la señalización de calcio en modelos murinos de Atrofia Muscular Espinal (AME), centrándonos en distintos compartimentos celulares de motoneuronas y terminales presinápticos en la unión neuromuscular.
Integramos técnicas de imagen de calcio en vivo, registros electrofisiológicos y aproximaciones moleculares para determinar cómo la disregulación del calcio contribuye al fallo sináptico, la vulnerabilidad de las motoneuronas y la progresión de la enfermedad.
En colaboración con Columbia University (New York, USA), este proyecto analiza las consecuencias funcionales de una variante específica de la chaperona molecular Hspa8 en modelos murinos de Atrofia Muscular Espinal.
Evaluamos si este modificador genético puede rescatar los déficits de transmisión neuromuscular en la unión neuromuscular desde etapas postnatales tempranas hasta la edad adulta avanzada. Mediante electrofisiología, análisis estructural y estudios longitudinales, investigamos cómo los mecanismos de control de calidad proteica influyen en la estabilidad de las motoneuronas y la integridad sináptica.
Estudiamos las propiedades pasivas y activas de motoneuronas espinales derivadas de modelos murinos de AME. Nuestro objetivo es caracterizar alteraciones en la excitabilidad intrínseca, la frecuencia de disparo, la resistencia de entrada y la dinámica del potencial de acción.
Combinando electrofisiología de patch-clamp con manipulación farmacológica, investigamos si cambios tempranos en el comportamiento eléctrico neuronal preceden a la disfunción neuromuscular y contribuyen a la inestabilidad de los circuitos motores.
Estamos caracterizando las propiedades funcionales de distintas variantes genéticas del canal de sodio Nav1.1 identificadas en pacientes con epilepsia.
Analizamos sus propiedades biofísicas, su expresión en membrana y su impacto en los patrones de disparo neuronal mediante aproximaciones electrofisiológicas y moleculares. Este trabajo busca establecer vínculos mecanísticos entre la disfunción del canal y los fenotipos epilépticos.
Principal Investigator
Professor of Physiology. Research on synaptic transmission and neuromuscular disorders.
Postdoctoral Researcher
Electrophysiological characterization of motor neuron excitability.
PhD Student
Studies synaptic dysfunction in spinal muscular atrophy models.
Our research in Spinal Muscular Atrophy (SMA) focuses on neuromuscular junction immaturity, presynaptic dysfunction, calcium homeostasis, and molecular modifiers of disease severity. We combine synaptic physiology, live imaging, ultrastructure, and pharmacological approaches to uncover mechanisms of motor neuron vulnerability and identify therapeutic strategies.
Our work on synaptic function focuses on the structural and molecular organization of presynaptic terminals, vesicle dynamics, active zone maturation, mitochondrial regulation of neurotransmitter release, and mechanisms of synaptic plasticity and regeneration.
Cysteine String Protein alpha (CSPα) has a role as a presynaptic co-chaperone essential for synaptic maintenance, calcium-dependent exocytosis, and neuroprotection. Our work helped to define the function of this protein in presynaptic stability and degeneration and explored the functional interaction between CSPα and synaptic vesicle release machinery.
Synaptic Function and Synaptopathies Laboratory
Department of Medical Physiology and Biophysics
Faculty of Medicine
University of Seville
Avenida Sánchez Pizjuán 4
41009 Seville
Spain
Email: Ltabares@us.es
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Laboratorio de Función Sináptica y Sinaptopatías
Departamento de Fisiología Médica y Biofísica
Facultad de Medicina
Universidad de Sevilla
Avenida Sánchez Pizjuán 4
41009 Sevilla
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