Modellierung zeitlich-kritischer neurologischer Entwicklungsphasen in humanen Neuronen zur Untersuchung temporal-dysregulierter Signalnetzwerke bei Autismus Spektrum Erkrankungen

• Antragsteller: Dr. Simon Schäfer
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychiatrie ; Entwicklungsbiologie ; Entwicklungsneurobiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318857726

Die Entwicklung des Nervensystems ist ein zeitlich kontrollierter Prozess, welcher viele aufeinanderfolgende Schritte beinhaltet. Hierzu gehoehren Prozesse wie die Spezifizierung des Zelltyps, Morphogenese von Axon und Dendriten sowie Synaptogenese. Fuer Autismus, eine komplexe neurologische Entwicklungsstoerung, wurde gezeigt, dass diese mit einem abnormal beschleunigtem Gehirnwachstum einhergeht. Obwohl Autismus Spektrum Erkrankungen eine hohe Erblichkeit aufweisen, erscheint deren genetische Aetiologie äusserst komplex. Daher ist es vor allem Ziel dieser Arbeit mit Hilfe eines temporalen Ansatzes die Dynamik von Signalwegsereignissen im Zuge neuronaler Differenzierung besser zu verstehen und durch den Vergleich definierter Zellpopulationen Entwicklungsunterschiede herauszuarbeiten. Daher sollen die zeitlichen Entwicklungsverläufe (von neuralen Stammzellteilungen bis hin zu neuronaler Morphogenese) humaner Neurone, die durch den Einsatz verschiedener neuartiger Reprogrammierungstechniken von erkrankten und gesunden Probanden gewonnen wurden, miteinander verglichen werden. Der Einsatz sogennater next-genome-sequencing Methoden (Transkriptomanalyse einzelner Zellen innerhalb verschiedener Entwicklungsstadien) soll dazu beitragen, aktive Signalereignisse waehrend definierter Entwicklungsstadien zu untersuchen. Dieser Ansatz koennte helfen, die temporale Bedeutung zeitlich aufeinanderfolgender Entwicklungsphasen besser zu verstehen sowie gesamte Signalwegskaskaden im Hinblick auf eine moegliche raum-zeitliche Konvergenz der erkrankungsassoziierten Mutationen zu untersuchen. Im weiteren Sinne soll diese Studie dazu dienen, kritische Phasen waehrend der Entwicklung des Nervensystems einzugrenzen und zu untersuchen, welches Ausmass eine Entwicklungsheterochronie auf die neuronale Funktionalität hat.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Fred H. Gage