Molekular genetische Analyse der Entwicklung und Funktion somatosensorischer, neuronaler Netzwerke des Rueckenmarks

• Antragsteller: Dr. Felix Fiederling
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 408919319

Zu verstehen, wie Netzwerke aus Neuronen Funktion generieren ist entscheidend, um die Funktion des Gehirns zu entschlüsseln. Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, ist es essenziell die synaptische Entwicklung einzelner Neurone in definierten neuronalen Netzwerken zu verfolgen. Als Modellsystem zur Untersuchung der Entwicklung und Funktion solcher Netzwerke eignet sich besonders das somatosensorische System und dessen neuronale Schaltkreise, die der Wahrnehmung von Schmerz, Juckreitz, Temperatur, Druck und relativer Koerperposition zugrunde liegen. Das Rueckenmark ist physisch relativ einfach zugaenglich, so dass beteiligte Neuronen durch heute verfuegbare, genetische Werkzeuge im ausgereiften Nervensystem prinzipiell identifiziert und manipuliert werden koennen, wohingegen solche Analysen wahrend der Entwicklung des Systems schwierig sind. Eine zentrale Rolle im somatosensorischen System spielen sensorische Neuronen im dorsalen Horn des Rückenmarks, die Information aus der Peripherie ueber Neurone des dorsalen Spinalnervs (DRG) empfangen und zum Gehirn weiterleiten. Diese dorsalen Interneurone (dIN) koennen heute anhand ihrers transkriptionellen Profils und ihrer Migrationsrouten in definierte Untergruppen eingeteilt werden. Es ist jedoch weiterhin unbekannt, wie diese Neurone Netzwerke ausbilden und welche Untergruppen den jeweiligen somatosensorischen Funktionen dienen. Ursächlich dafür ist, dass diese Neurone spezifische, genetische Marker nur vorruebergehend exprimieren und diese zum Zeitpunkt der Netzwerkausbildung nicht mehr zur Identifizierung von dIN Untergruppen herangezogen werden können. Ziel dieses Projekts ist es Methoden zu entwickeln, die den genetischen Zugang zu einer spezifischen dIN Population, dI1, zeitlich verlaengern, um damit die Identifizierung und Manipulation dI1-spezifischer Netzwerke durch Anwendung moderner molekular genetischer Methoden zu ermoeglichen. Durch die Visualisierung der synaptischen Verbindungen zwischen dI1 Neuronen und funktioneller Gruppen von DRG Neurone, sowie der Identifizierung der axonalen Terminationszonen und der Projectionsrouten dieser Neurone werden wir neurartige Erkenntnisse zur funktionellen Organisation der somatosensorischen Netzwerke des Rueckenmarks gewinnen. Darueber hinaus wird diese Arbeit werden die Ergebnisse dieser Arbeit massgeblich die Entwicklung von klinischen Ansätzen zur Behandlung von Krankheiten, neuropathischem Schmerz und Verletzungen beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Jane Dodd, Ph.D.