Die Rolle des Enzyms Glutamat Dehydrogenase im Kohlenhydrat-, Aminosäure- und Energie-Stoffwechsel von Neuronen

• Antragstellerin: Dr. Michaela C. Hohnholt
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 260140329

Neuronen im Gehirn kontrollieren alle Köperfunktionen, und obwohl allgemein anerkannt ist, wie wichtig dafür die Vitalität der Neuronen ist, ist überraschend wenig über den neuronalen Stoffwechsel bekannt. Die Glutamat Dehydrogenase (GDH) ist ein mitochondriales Enzym, das den Kohlenhydrat-, Aminosäure- und Energie-Stoffwechsel in Zellen miteinander verknüpft. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt soll die Rolle dieses zentralen Enzyms GDH im Stoffwechsel von Neuronen untersuchen. Vor Kurzem wurde eine Maus mit einer spezifischen Ablation des GDH Genes Glud1 im zentralen Nervensystem (ZNS) gezüchtet (ZNS-Glud1-/-Mäuse) und die Abwesenheit der GDH in dem Gehirn dieser Mäuse wurde nachgewiesen. In vitro Neuronen Zellkulturen, Neuronen-Astrozyten Kokulturen und Gehirnschnitte dieser ZNS-Glud1-/-Mäuse sollen als Modellsysteme verwendet werden. Der Vergleich der Daten, die an Zellkulturen und Gehirnschnitten aus ZNS-Glud1-/-Mäusen gewonnen wurden, mit Daten von Kontrollmäusen wird ein detailliertes Bild der Rolle der GDH im neuronalen Stoffwechsel liefern. Die Stoffwechselanalyse durch 13C- und 15N-markierte Substrate (z.B. Glucose oder Glutamat) durch Massenspektrometrie und Kernspinresonanz Spektroskopie wird dann eine detailliertes Bild über die Rolle der GDH in Neuronen aufzeigen. Eine Analyse des Stoffwechsels von Neuronen in Neuronen-Astrozyten Kokulturen und Gehirnschnitten aus ZNS-Glud1-/-Mäusen wird die Rolle der neuronalen GDH in der metabolischen Interaktion von Neuronen und Astrozyten aufklären. Zudem wird die Wichtigkeit der GDH für die glykolytische und mitochondriale neuronale Energieproduktion und den neuronalen Gehalt des Glutamat enthaltenden Antioxidans Glutathion untersucht werden. Ebenfalls werden Untersuchungen der Freisetzung und Wiederaufnahme des Neurotransmitters Glutamat wertvolle Einblicke in die Rolle der GDH für die Erregungsübertragung zwischen Neuronen aufzeigen. Zusammenfassend wird dieses Projekt fundamentale Informationen über die Rolle der GDH in Neuronen liefern. Diese Informationen werden auch essenziell für weitere Untersuchungen über den Beitrag von GDH-Defekten in neurologischen Krankheiten und Krankheiten, die das Gehirn betreffen, sein.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Dänemark
• Gastgeberin: Professorin Dr. Helle S. Waagepetersen