Dendritic and synaptic remodeling and the role of microRNAs during peripheral motor nerve de- and regeneration

• Antragstellerin: Dr. Juliane Bremer
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 231789167

Periphere Nerven können durch zahlreiche Faktoren geschädigt werden. Obwohl sie prinzipiell regenerieren können, bleiben trotz optimaler Therapie oft Defizite zurück, so dass dringend neue Therapiestrategien entwickelt werden müssen. Frühere Studien haben gezeigt, dass sich nach axonaler Schädigung die Dendriten verkleinern und Synapsen eliminiert werden, wobei die Veränderungen nach erfolgreicher Regeneration zumindest teilweise reversibel sind. Die Bedeutung dieser Umbauvorgänge für die Nervenregeneration ist bisher nicht bekannt. Daneben kommt es zu transkriptionellen Veränderungen, die die Axon-Regeneration fördern. Obwohl gezeigt werden konnte, dass kleine regulatorische microRNA Moleküle für die Regeneration sensibler Axone wichtig sind, ist ihre Funktion in Motoneuronen nach Axonschädigung noch unbekannt. Ich werde ein kürzlich neu entwickeltes Zebrafisch-Tiermodel nutzen, welches es ermöglicht, die Regeneration motorischer Nerven in Echtzeit und im lebenden Organismus zu untersuchen. Die optische Transparenz kombiniert mit der Möglichkeit der genetischen Manipulation von Zebrafischen wird es erstmals erlauben, die Dynamik der morphologischen Umbauvorgänge in Dendriten und Synapsen sowie parallele Veränderungen in der motoneuronalen Erregbarkeit während der axonalen Degeneration und Regeneration in Echtzeit zu bestimmen. Anschließend werde ich Regenerations-assoziierte und Motoneuron-spezifische microRNAs mittels Sequenzierung identifizieren und deren funktionelle Bedeutung in der Regeneration motorischer Axone sowie den dendritischen und synaptischen Umbauvorgängen bestimmen. Das hier vorgeschlagene Projekt wird damit erstmals in Echtzeit und im lebenden Organismus die dynamischen Umbauvorgänge in Dendriten und Synapsen infolge axonaler Verletzung bestimmen sowie die dafür benötigten Regenerations-assoziierten microRNAs identifizieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Michael Granato