Regulation des Recyclings postsynaptischer Rezeptoren durch Synaptotagmin 3

• Antragstellerin: Dr. Camin Dean
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 210536680

Für die letzte Förderperiode hatten wir vorgeschlagen, die Verteilung verschiedener Isoformen von Synaptotagmin (syt) auf bestimmte Subtypen von neuronalen Vesikeln zu untersuchen. Dazu sollte eine neue, von einem PostDoc der Arbeitsgruppe entwickelte Technik zur Isolierung von Vesikeln aus sehr kleinen Mengen neuronalen Gewebes verwendet werden (inzwischen publiziert: Ahmed et al. Nat. Protocols 2013). Daten aus der letzen Förderperiode (inzwischen publiziert: Dean et al. Mol. Biol. Cell 2012) legten nahe, dass Mitglieder der syt-Molekülfamilie in Neuronen auf verschiedene Subtypen von Vesikeln differentiell verteilt vorliegen. In einer weiterführenden Charakterisierung der Isoform syt4 zeigte sich, dass mit bestimmten Fusionseigenschaften ausgestattete, syt4 und BDNF enthaltende Vesikel differentiell in Axone und Dendriten sortiert werden (inzwischen publiziert: Dean et al., J. Neurosci. 2012). Bei der Untersuchung der syt-Isoformen entdeckten wir, dass syt3 als einzige Isoform ausschließlich in der postsynaptischen Membran lokalisiert ist und dort die Endocytose postsynaptischer AMPA-Rezeptoren reguliert. Dies ist ein besonders interessanter Befund, weil das Recycling postsynaptischer Rezeptoren an der Plasmamembran für die Langzeitpotenzierung und Langzeitdepression synaptischer Stärke erforderlich ist - also für eine fundamentale Eigenschaft von Neuronen mit essentieller Bedeutung für Lernen und Informationsablage im Gehirn. Jedoch ist die molekulare Maschinerie der Exo- und Endocytose von Rezeptoren kaum verstanden. Wir schlagen vor zu bestimmen, ob syt3 der postsynaptische Kalcium-Sensor ist, der das Rezeptorrecycling während synaptischer Plastizität reguliert. Dazu werden wir eine Kombination aus optischen, biochemischen und elektrophysiologischen Ansätzen verwenden. Die Daten werden nicht nur die Loklisierung und Funktion dieser besonderen syt-Isoform in Neuronen enthüllen, sondern auch die schon lange offene Frage, wie postsynaptisches Rezeptorrecycling zur Vermittlung synaptischer Plastizität reguliert wird, beantworten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen