Zelluläre und molekulare Mechanismen der Bildung und Regeneration myelinisierter Axone in vivo.

• Antragsteller: Dr. Tim Czopka, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252784993

Ein Großteil unserer Nervenzellfortsätze (Axone) sind von Myelin umhüllt, was wird von spezialisierten Gliazellen (Oligodendrozyten) gebildet wird, indem sie ihre Zellfortsätze wiederholt um das Axon wickeln. Diese zelluläre Interaktion unterstützt axonale Funktion, indem sie die Reizleitung auf kurze unmyelinisierte Bereiche zwischen Myelinsegmenten beschränkt (den Ranvierschen Schnürringen), und indem Oligodendrozyten Axone lokal metabolisch versorgen. Die Myelinisierung von Axonen ist nicht so stereotyp wie es lange angenommen wurde und kann sich plastisch verändern, was funktionelle Implikationen für Netzwerkfunktion und Lernen haben kann. Myelinschäden wie sie sich in Krankheiten manifestieren können, führen zu gestörter axonaler Funktion und schlußendlich zu dessen Degeneration, wenn es nicht in einem regenerativen Vorgang der Remyelinisierung repariert wird. Die Kontrollmechanismen der Myelinisierung entlang eines Axons, sowie deren Reparatur sind bisher nicht gut verstanden. In diesem Forschungsvorhaben soll untersucht werden, wie axonale Komponenten der Ranvierschen Schnürringe die Myelinsegmentierung entlang eines Axons während der Entwicklung und Reparatur nach Myelinschäden steuern. Dazu nutzen wir Zebrafische als Modellorganismus, welche sich aufgrund ihrer geringen Größe und optischen Transparenz hervorragend für hochauflösende Lebendzellanalysen eignen. Meine Gruppe hat in der Vergangenheit eine Vielzahl transgener Reagenzien entwickelt, mit Hilfe dessen wir einzelne Axone mit deren Schnürringen und umgebendem Myelin in longitudinalen Langzeitstudien untersuchen können. Ferner haben wir spezielle Assays entwickelt, mit denen wir hochspezifische Myelinablationen durchführen können. Wir konnten damit zeigen, dass Myelinsegementierungsmuster entlang einzelner Axone einer homöostatischen Kontrolle zu unterliegen scheinen, die durch präzise Aufrechterhaltung und Remodellierung einzelner Myelinsegmente gesteuert wird. Hier werden wir nun testen, wie eine solchen Kontrolle durch axonale Komponenten, insbesondere den Ranvierschen Schnürringen, koordiniert werden kann. Diese Arbeiten werden Erkenntnisse zur Kontrolle der Bildung und Reparatur von Myelinsegementierungsmustern durch zellintrinsiche und -extrinsiche Faktoren liefern.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen