Spinning Disk Mikroskop für Live Cell Imaging
Final Report Abstract
Ein Forschungsschwerpunkt der AG Kiebler ist die Charakterisierung von RNA-Bindeproteinen (RBPs) an der Synapse und deren Rolle beim dendritischen Transport von RNA in Nervenzellen. Die Visualisierung des RNA Transports in lebenden Neuronen erfolgte am Spinning Disk Mikroskop (SDM), speziell die Ziel mRNAs Calm3 und Rgs4, die von Staufen2, einem essentiellen RBP, erkannt werden. Mit Hilfe des MS2 RNA Imaging Systems gelang es uns zudem, einzelne RNA Moleküle im SDM zu detektieren und deren dynamischen Transport in Dendriten hippocampaler Neuronen zu verfolgen und die Rolle des 3’-UTR der Rgs4 mRNA nicht nur beim Transport, sondern auch bei der Rekrutierung an aktivierten Synapsen im Detail aufzuklären. Die AG Dormann hat die Kernexport-Mechanismen der RBPs TDP-43 und FUS untersucht, welche mit den neurodegenerativen Krankheiten ALS und FTD in Verbindung gebracht werden. Beide Proteine sind primär im Kern lokalisiert, aggregieren jedoch im Cytoplasma von Neuronen und Glia in ALS und FTD Patienten. Mittels FLIP Experimenten am SDM gelang der Nachweis, dass die reduzierte Kernretention durch Inhibition der Transkription und damit fehlender Verfügbarkeit von neu synthetisierter mRNA die Mislokalisation dieser Proteine in ALS/FTD Patienten erklären könnte. In einem zweiten Projekt wurde die physiologische und pathologische Rolle der Arginin-Methylierung von FUS untersucht und mittels FRAP Experimenten gezeigt, dass Transportin sowie Arginin Methylierung Phasenseparierung und damit Stress-Partikel Assoziation verhindern. Die AG Ninkovic hat die Rolle des Arylhydrocarbon-Rezeptors (AhR) bei der Regulation der Neurogenese und Regeneration im Zebrafisch näher untersucht. AhR spielt dabei eine wichtige Rolle bei der Umwandlung von Ependymglia, den Stammzellen im adulten Zebrafischhirn, in adulte Neurone bei regenerativen Prozessen. Das SDM erlaubte Ependymglia mit aktiven AhR Signalprozessen mit Hilfe Fluoreszenz-markierter Sensoren zu identifizieren.
Publications
- (2018) The Aryl Hydrocarbon Receptor Pathway Defines the Time Frame for Restorative Neurogenesis. Cell reports 25 (12) 3241-3251.e5
Di Giaimo, Rossella; Durovic, Tamara; Barquin, Pablo; Kociaj, Anita; Lepko, Tjasa; Aschenbroich, Sven; Breunig, Christopher T.; Irmler, Martin; Cernilogar, Filippo M.; Schotta, Gunnar; Barbosa, Joana S.; Trümbach, Dietrich; Baumgart, Emily Violette; Neune
(See online at https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.11.055) - A retained intron in the 3'-UTR of Calm3 mRNA mediates its Staufen2- and activity-dependent localization to neuronal dendrites. EMBO Rep. 2017:1762-74
T. Sharangdhar ... M. A. Kiebler
(See online at https://doi.org/10.15252/embr.201744334) - Dormann: Phase separation of FUS is supressed by its nuclear import receptor and Arginine Methylation; Cell. 2018 Apr 19;173(3):706-719.e13
Hofweber et al.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.004) - Dormann:Nuclear egress of TDP-43 and FUS occurs independently of Exportin-1/CRM1; Scientific Reports 2018 May 4;8(1):7084
Ederle et al.
(See online at https://doi.org/10.1038/s41598-018-25007-5)
