Thermosensorische Neurone im Grüneberg-Ganglion: Molekulare Mechanismen und funktionelle Implikationen

• Applicant: Professor Dr. Heinz Breer
• Subject Area: Cognitive, Systems and Behavioural Neurobiology
• Term: from 2009 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 149078693

Das Grüneberg-Ganglion in der anterioren Nasenregion wurde bisher als ein chemosensorisches Subsystem angesehen. Jüngste Studien haben aber gezeigt, dass Neurone im Grüneberg-Ganglion durch Kältereize aktiviert werden, also thermosensorische Eigenschaften aufweisen. Ein Ziel des geplanten Forschungsvorhabens besteht darin, die zugrunde liegenden Mechanismen sowie die funktionellen Implikationen der kälte-induzierten Reaktionen des Grüneberg- Ganglions einem Verständnis näher zu bringen. Da die thermoreaktiven Neurone offenbar nicht über temperatur-sensitive TRP-Kanäle verfügen, jedoch einen speziellen Subtyp der membrangebundenen Guanylylzyklase (GC-G) aufweisen, soll die These geprüft werden, ob diese Guanylylzyklase und die nachgeschaltete cGMPKaskade die thermosensorischen Reaktionen in Neuronen des Grüneberg-Ganglions vermitteln, ähnlich den für thermosensorische Neurone bei Caenorhabditis elegans beschriebenen Mechanismen. Hierfür sind funktionelle Experimente unter Einsatz von spezifischen pharmakologischen Inhibitoren und insbesondere unter Verwendung von Knockout-Tieren für die Guanylylzyklase GC-G und cGMPgesteuerte Ionenkanäle vorgesehen. Diese Untersuchungen könnten dazu beitragen, einen bisher nicht bekannten, TRP-Kanal-unabhängigen Mechanismus der Thermosensorik bei Vertebraten aufzuzeigen. Im Hinblick auf ein Verständnis der funktionellen Implikationen der kälte-induzierten Reaktionen ist vorgesehen, die Projektionsbahnen des Grüneberg-Ganglions und deren „Zielareale“ in höheren Hirnarealen zu identifizieren. Dabei sollen die axonalen Bahnen durch die zellspezifische Expression transsynaptischer Marker visualisiert werden. Mit Hilfe von transgenen Tieren ohne Grüneberg-Ganglion soll der Einfluss thermosensorischer Signale aus dem Grüneberg-Ganglion auf spezielle, temperatur-beeinflusste Verhaltensmuster („Huddling-Verhalten“ und „Vocalization“) untersucht werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Privatdozent Dr. Jörg Fleischer