Die Erzeugung einer Familie von optisch-umschaltbaren NMDA-Rezeptor-Untereinheiten zur Untersuchung ihres Beitrages zur funktionalen Rezeptorvielfalt.

• Antragstellerin: Dr. Viktoria Klippenstein
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277936679

N-Methyl-D-aspartat-Rezeptoren (NMDARs) sind ionotrope Glutamatrezeptoren (iGluRs), die betraechtlich zur schnellen exzitatorischen Neurotransmission im Gehirn von Säugetieren beitragen. Während eine stabile NMDAR Aktivität für grundlegende Prozesse wie Lernen und Gedächtnis erforderlich ist, kann eine Fehlregulation in der rezeptorvermittelten Signalweiterleitung pathologisch sein.Mit ihrer großen Variabilität an Untereinheiten bilden tetramere NMDAR anatomisch und funktionell unterschiedliche Rezeptorpopulationen aus. Durch die divergente Zusammensetzung an Untereinheiten entstehen heteromere Komplexe, die NMDAR mit einzigartigen biophysikalischen, pharmakologischen und signalgebenden Eigenschaften ausstatten, deren Beitrag wesentlich von der Hirnregion, der Entwicklungsphase und der synaptischen Aktivität abhängt. Die unterschiedlichen NMDAR Subtypen kommen nicht nur auf der Ebene von verschiedenen neuronalen Typen vor, sondern auch innerhalb einzelner Neuronen und sogar auf der Ebene individueller Synapsen, wo sie Signale eingangsspezifisch segregieren. Derzeit sind die spezifischen funktionellen Beiträge einzelner NMDAR Subtypen unter gesunden sowie pathologischen Bedingungen des zentralen Nervensystems (ZNS) nicht vollständig entschlüsselt. Das vorgeschlagene Projekt beabsichtigt, diese Fragestellung mittels Erzeugung einer Familie aus licht-kontrollierbaren NMDAR-Untereinheiten zu bearbeiten. Genetisch kodierte Aminosäuren mit einem licht-kontrollierbaren Schalter und zusätzlicher Klickfunktion (PSCaa) sollen positions-spezifisch in einzelne NMDAR-Untereinheiten eingebaut werden, wodurch eine hochspezifische raumzeitliche optische Kontrolle über die Aktivität unterschiedlicher Rezeptorpopulationen verliehen wird. Dieser unkonventionelle opto-chemischer Ansatz stellt ein neuartiges und leistungsfähiges Verfahren dar, um Untereinheit-spezifische Funktionen von NMDAR waehrend der glutamatergen Neurotransmission zu entschluesseln.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Gastgeber: Dr. Pierre Paoletti