Die Funktionelle Architektur und Strukturdynamik der präsynaptischen Aktiven Zone

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Rosenmund
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 399894546

Präsynapsen sind darauf spezialisiert, Aktionspotenziale - selbst bei hohen Eingangsfrequenzen - effizient und mit Millisekundenpräzision in vesikelmediierte Neurotransmitterfreisetzung umzusetzen. Die präsynaptische Aktive Zone spielt für den enorm hohen Vesikeldurchsatz eine entscheidende organisatorische Rolle, indem sie die Ca2+-Sekretionskopplung stabil hält, präsynaptische Ca2+ Kanäle und postsynaptische Rezeptoren zueinander ausrichtet, Vesikelproteine vom Fusionsort schnell genug entfernt und neue, fusionsbereite sekretorische Vesikel bereitstellt. Aufgrund der hohen Dynamik der assoziierten zellbiologischen Prozesse ist die Organisationsleistung der Aktiven Zone nur in Umrissen bekannt. Durch die von uns kürzlich etablierte Methode, “flash-and-freeze”, können wir jetzt die Dynamik der Strukturveränderungen der Aktiven Zone im Millisekundenbereich mittels Elektronen- und Superresolutions-Lichtmikroskopie auflösen und somit beginnen, wichtige noch komplett unverstandene dynamische Prozesse an der Präsynapse zu identifizieren und zu charakterisieren. Im Rahmen des Koselleckprojektes planen wir, 1) die Funktionsmodule der Aktiven Zone und transsynaptische Strukturelemente zu identifizieren, 2) das Recycling der Vesikel zucharakterisieren und ultraschnelle Vesikeltransportmechanismen zu identifizieren, die zur Substitution verbrauchter Vesikel notwendig sind.

• DFG-Verfahren: Reinhart Koselleck-Projekte