Die Rolle der NG2 LNS-Donänen in der Glia-Neuron Signalübertragung und der Regulation von neuronalen Synapsen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Jacqueline Trotter, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 289502913

Der vorliegende Antrag basiert auf unserer jüngsten Entdeckung, dass die Laminin-G/Neurexin/Sex-hormone-binding-Globulin-Domänen (LNS-Domänen) des von Gliazellen produzierten NG2-Proteins einen direkten Einfluss auf das neuronale Netzwerk des somatosensorischen Kortex haben, wobei insbesondere die kinetischen Eigenschaften von Glutamatrezeptoren sowie LTP beeinflusst werden. Angesichts dieser Befunde und weil LNS-Domänen typische Komponenten synaptischer Adhäsionsproteine sind, planen wir, die Expertise zweier Laboratorien zu kombinieren (Trotter - Zellbiologie, Gliazellen, NG2-Biologie; Brose - Biochemie, Elektrophysiologie, Synaptogenese, Synapsenfunktion), um zu untersuchen, auf welche Weise die NG2-LNS-Domänen die Synaptogenese und Synapsenfunktion beeinflussen. Wir planen, zunächst die Effekte der NG2-LNS-Domänen auf die Morphologie und Funktion definierter Synapsen-Subtypen und Nervenzellpopulationen zu charakterisieren. Weiterhin planen wir, die funktionell relevanten neuronalen Interaktionspartner der NG2-LNS-Domänen identifizieren. Dabei werden wir uns zunächst auf CD166 konzentrieren, einen neuen, von uns gemeinsam in affinitätschromatographischen Experimenten entdeckten Rezeptor für die NG2-LNS-Domänen. Wir werden hier die funktionelle Bedeutung der Interaktion zwischen CD166 und den NG2-LNS-Domänen analysieren, wobei wir neue genetisch veränderte Mausmodelle erzeugen werden, in denen die Funktion von CD166 perturbiert oder eliminiert ist. Schließlich planen wir, die Suche nach Rezeptoren der NG2-LNS-Domänen zu erweitern, wobei wir biochemische und massenspektrometrische Verfahren kombinieren werden. Wir erwarten, dass die geplanten Studien detaillierte Einblicke in die molekularen und zellulären Mechanismen liefern werden, über die NG2-LNS-Domänen die Eigenschaften von Synapsen und Netzwerken regulieren. Dies wird nicht nur zur fundamentalen Charakterisierung eines wichtigen neuen Regulationsprozesses bei der Hirnentwicklung beitragen, sondern könnte auch wichtige Verbindungen zwischen der NG2-LNS-Domänen-abhängigen Regulation von Nervenzellen und Hirnerkrankungen aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Nils Brose