Die Heterogenität von Neuron-NG2 glia synapses passt die glialen Antworten dem diversen Feuerverhalten der präsynaptischen Neuronen an

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Dirk Dietrich; Professorin Dr. Susanne Schoch McGovern
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Anatomie und Physiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254853848

Für eine normale Gehirnfunktion brauchen unsere Nervenfasern eine Isolierschicht die man Myelin nennt. Myelin wird von oligodendroglialen Zellen während der Entwicklung gebildet. Heutzutage wissen wir, dass Myelin auch im reifen Gehirn als Reaktion auf Training gebildet wird und das Myelin nach myelinschädigenden Läsionen auch regeneriert werden kann. Weiterhin weisen neuere Arbeiten darauf hin, dass die Bildung von Myelin von der Aktivität der Nervenzellen abhängt. Der Befund, dass die Aktivität von Nervenzellen sogar Neurotransmitter auf oligodendrogliale Zellen freisetzt, hat zu der Idee geführt, dass Nervenzellen auch synaptische Transmitterfreisetzung benutzen um ihre Aktivitätsmuster nicht nur den Neuronen sondern auch oligodendroglialen Zellen mitzuteilen. Es ist jedoch bis heute unklar geblieben, wie Nervenzellen simultan Signale sowohl zu anderen Nervenzellen wie auch zu oligodendroglialen Zellen geben können, wo sie doch nur ein Ausgangskompartimenten haben, nur ein Axon. In diesem Forschungsprojekt wollen wir zeigen, dass Nervenzellen zwar ihr Entladungsmuster anpassen um mit anderen Nervenzellen zu kommunizieren, jedoch zur Informationsübertragung zu oligodendroglialen Zellen sich der spezifischen Feineinstellung von Übertragungseigenschaften an Synapsen zu Gliazellen bedienen. Auf diese Weise könnten Nervenzellen in der Lage sein mit Gliazellen zu kommunizieren ohne ihr Feuerverhalten ändern zu müssen, eine Art Bauchrednerfunktion. Wir werden elektrophysiologische Experimente in Hirnschnitten, in vivo Gen-Regulation, dreidimensionale Elektronenmikroskopie und Proteomics einsetzen um dieser Frage nachzugehen. Es wäre ein wichtiger Schritt nachzuweisen, dass durch Modulation der synaptischen Übertragungseigenschaften zu oligodendroglialen Zellen die Myelinisierung der Axone kontrolliert werden kann, um in Zukunft neue therapeutische Ansätze entwickeln zu können, welche zB speziell an der Freisetzungsmaschinerie in Axonenansetzen um eine bessere Erholung nach demyelinisierenden Krankheiten zu erreichen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1757: Funktionelle Spezialisierung von Gliazellen als kritische Determinanten der Hirnaktivität