Endoplasmatischen Retikulum-Mitochondrien Kontakte: Molekular Hubs für die neuronale Regulation

• Antragstellerin: Dr. Gabriela Plucinska
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 286590665

Mitochondrien stellen überlebenswichtige Organellen für jede Art von aerober Zelle dar. Aufgrund ihrer komplexen Morphologie sind insbesondere Neuronen auf eine korrekte Verteilung von Mitochondrien angewiesen. Mitochondrien können entlang von Mikrotubuli bis in die weitest entferntesten Abschnitte neuronaler Fortsätze wandern und damit deren Energieversorgung sicherstellen. Die vollständige Funktionalität der Mitochondrien erfordert eine Assoziation mit Membranen des endoplasmatischen Retikulums (ER). Ich habe die Hypothese aufgestellt, dass spezialisierte Bereiche des ER die Lokalisierung von Mitochondrien regulieren und dadurch Einfluss auf die neuronale Morphologie ausüben können. Diese Hypothese basiert auf den Erkenntnissen, dass Calcium ein wichtiger Regulator für das mitochondriale Andocken ist und dem Umstand, dass die Kontaktstellen zwischen ER und Mitochondrien sogenannte ,Hotspots' des Calciumaustausches darstellen. Zusammengenommen kann man daraus ableiten, dass das ER Teil einer Maschinerie ist, die Mitochondrien an spezifischen Stellen innerhalb des Neurons positioniert. Ich schlage eine Reihe von Experimenten vor, welche auf einem ex vivo Ansatz basieren und darauf abzielen, die Kontaktstellen zwischen ER und Mitochondrien zu visualisieren und bei Bedarf zu manipulieren. Da Mitochondrien ebenfalls mit neuronaler Verzweigung und generellen Entwicklungsprozessen in Verbindung gebracht wurden, möchte ich ebenfalls die neuronal Morphologie im Zusammenhang mit veränderter Mitochondrienlokalisation untersuchen. Abschliessend werde ich die Auswirkungen von veränderten ER-Mitochondrienkontakten auf den neuronalen Zelltod und die Überlebensfähigkeit von Neuronen untersuchen. Dazu möchte ich auf ein Mausmodell für neurodegenerative Krankheiten zurückgreifen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Gastgeber: Professor Casper Hoogenraad, Ph.D.