Entschlüssellung des Myelinisierungsprogramms

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Klämbt
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406563665

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im hier abgeschlossenen Projekt, das den provokanten Titel „breaking the myelin code“ trug, sind wir auf der einen Seite deutlich weiter als zuvor angenommen gekommen und haben auf der anderen Seite auch die Limitierung unseres Systems erkennen müssen. Myelin gilt als eine typische gliale Spezialisierung des Vertebraten Nervensystems, um eine schnelle saltatorische Erregungsleitung zu gewährleisten. Während des Förderzeitraums, der von der Corona-Pandemie geprägt war, formulierten wir zunächst eine Hypothese, die Entstehung von Myelin-ähnlichen Strukturen in Abhängigkeit von ephaptischen Effekten erklärt. Daher sollte Myelin auch bei Invertebraten vorkommen. In einem nächsten Schritt identifizierten wir Myelin-ähnliche Strukturen im erwachsenen Nervensystem von Drosophila. Ein zweiter Aspekt des Projekts war die Identifizierung der Gene, die an der Bildung von Myelin-ähnlichen Strukturen beteiligt sind. Wir untersuchten die Bedeutung von FGF- und EGF-Signalen und testeten unsere ursprüngliche Hypothese, dass die neuronale Aktivität eine entscheidende Rolle bei der glialen Differenzierung spielt. Zu diesem Zweck veränderten wir gezielt die Aktivität einzelner Neuronen. Um die Auswirkungen dieser Manipulation mit sehr hoher Auflösung zu charakterisieren, haben wir die Apex2 Technologie im Labor für Drosophila etabliert und sind inzwischen in der Lage, einzelne Neurone zu manipulieren und gleichzeitig im TEM gezielt anzusprechen. Leider haben alle Versuche, einzelne Neuronen zu aktivieren oder zu inaktivieren, bisher starke neurotoxische Effekte gezeigt, was es unmöglich macht, den Beitrag der neuronalen Aktivität zur glialen Differenzierung zu untersuchen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Evolution of glial wrapping: A new hypothesis. Developmental Neurobiology, 81(5), 453-463.
  Rey, Simone; Zalc, Bernard & Klämbt, Christian
  
• Wrapping glia regulates neuronal signaling speed and precision in the peripheral nervous system of Drosophila. Nature Communications, 11(1).
  Kottmeier, Rita; Bittern, Jonas; Schoofs, Andreas; Scheiwe, Frederieke; Matzat, Till; Pankratz, Michael & Klämbt, Christian
  
• Axonal ion homeostasis and glial differentiation. The FEBS Journal, 290(15), 3737-3744.
  Rey, Simone; Ohm, Henrike & Klämbt, Christian
  
• Glial-dependent clustering of voltage-gated ion channels in Drosophila precedes myelin formation. eLife, 12.
  Rey, Simone; Ohm, Henrike; Moschref, Frederieke; Zeuschner, Dagmar; Praetz, Marit & Klämbt, Christian