Eine neue Rolle für Synaptopodin bei Lernvorgängen im Gehirn: aktivitätsabhängige somatische Expression von Synaptopodin in Körnerzellen des Gyrus dentatus nach Explorationsverhalten

• Antragsteller: Domenico Del Turco, Ph.D.; Professor Dr. Thomas Deller
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324940093

Das Aktin-modulierende Protein Synaptopodin (SP) spielt eine wichtige Rolle bei neuronalen Plastizitätsprozessen. In früheren Arbeiten haben wir uns auf die Rolle von SP in Dornen (spines) und dem axonalen Initialsegment (axon initial segment) konzentriert und konnten zeigen, dass SP ein essentieller Bestandteil von zwei Zellorganellen ist, dem Dornapparat (spine apparatus) und der zisternalen Organelle (cisternal organelle). Wir haben jetzt eine dritte Lokalisation für SP in den Somata von Körnerzellen entdeckt, die bei der Exploration einer neuen Umgebung aktiviert werden.Unsere bisherigen Untersuchungen zeigen, dass die somatische Expression von SP mit ER-Zisternen im Zellkörper assoziiert ist und dass die Mehrzahl der Körnerzellen, die somatisches SP exprimieren, auch für Arc (activity regulated cytoskeletal-associated protein) positiv ist. Ähnlich der Expression von Arc nimmt auch die Zahl von SP-positiven Zellen im Gyrus dentatus der Maus nach Exploration einer neuen Umgebung zu. Diese Vorbefunde legen nahe, dass SP eine Rolle bei der raschen Aktivierung von Körnerzellen in einer neuen Umgebung spielt und für die Bildung von Umweltrepräsentationen in dieser Hirnregion von Bedeutung ist.Mit mausgenetischen, elektrophysiologischen und zellbiologischen Methoden möchten wir die Rolle von somatischem SP im Gyrus dentatus weiter untersuchen und dabei folgenden Fragen nachgehen: (1) Welche Zellstrukturen und IEGs (immediate-early genes) sind mit somatischem SP assoziiert? (2) Wie wird SP im somatischen Kompartiment angereichert? (3) Welche Signale induzieren somatisches SP in Körnerzellen? (4) Was ist die funktionelle Rolle von SP im Zellkörper? (5) Welche Bedeutung hat SP für das Explorationsverhalten? Wir erhoffen uns durch unsere Untersuchungen neue Einblicke in die unerwartete und bislang unbekannte biologische Rolle von SP bei der Kodierung von verschiedenen Umweltumgebungen im adulten ZNS.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen