NG2 Gliazellen als Empfänger und Überträger neuronaler Netzwerk-Signale via lokal translatierter mRNS
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Eine interessante Population von Gliazellen sind „Oligodendrocyte Precursor Zellen“ (OPCs), die typischerweise das NG2-Proteoglykan exprimieren und synaptische Verbindungen mit Neuronen bilden. Neben ihrer schon länger bekannten Funktion als Vorläuferzelle für Myelin-bildende Oligodendrozyten haben wir und Andere zusätzliche, wichtige Funktionen der OPCs identifiziert: die Synthese von neuromodulatorischen Faktoren sowie die Fähigkeit, die glutamaterge Signaltransduktion benachbarter Neurone über eine Freisetzung der Ectodomäne ihres NG2-Proteins, das an angrenzende Neurone bindet, zu modulieren. Viele Zelltypen können ihre mRNA auch lokal translatieren, was für zeitnahes Fine-tuning der lokalen Proteinsynthese notwendig und bedeutend ist. So z.B. kann die m-RNA für Aktin an der „leading edge“ eines Fibroblasten translatiert werden. Außerdem findet lokale mRNA-Translation auch an den Synapsen, also an der Kontaktstelle zu den Neuronen, statt. Dort befinden sich viele lokale m-RNAs, die als Reaktion auf spezifische synaptische Signale über den Mechanismus der lokalen Translation „on demand“ Proteine translatieren können. Vor dieser lokalen Translation muss die m-RNA zunächst an einen spezifischen Ort transportiert werden, wo sie bis zu ihrer weiteren Verwendung gespeichert wird. Hauptziel unseres Projekts war es, die lokalen m-RNAs in den Zellfortsätzen und Synapsen der NG2-Zelle zu charakterisieren. Außerdem wollten wir die Regulation der lokalen m-RNA Translation in ein Protein als Antwort auf neuronale Netzwerksignale untersuchen. Dazu haben wir die drei folgenden Kandidaten untersucht: „Histone 3.3a“ sowie „Olig1“ und „Olig 2“, hatten wir bereits in Voruntersuchungen entdeckt. Akut isolierte NG2+ Zellen aus frühen postnatalen Mausgehirnen wurden mittels „in situ Hybridizierung” (FISH) untersucht. Damit konnten wir zeigen, dass sowohl Histone 3f3a- mRNA als auch Olig 1- und Olig 2- mRNAs und Ribosomen in Zellfortsätzen lokalisiert ist. Diese an den Zellfortsätzen lokalisierten mRNAs konnten wir ebenfalls an fixierten Hirnschnitten der juvenilen Mäuse visualisieren. Außerdem haben wir definierte Stimulationsbedingungen identifiziert, bei denen die Proteine aus lokalen mRNAs in NG2-Zellkulturen gebildet wurden. Nicht zuletzt konnten wir einen potentiellen Proteinpartner identifizieren, der an die Histone-mRNA bindet sowie seine Funktion reguliert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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GLIAL DEVELOPMENT AND PLASTICITY at the Cold Spring Harbor Glia in Health and Disease 2018. “Activitydependent translation of localized mRNAs in glia—NG2 cells as receivers and transducers of neuronal network signals”
Jacqueline Trotter, Hatice Yigit, Vanessa Hübner, Anke Müller & Daniela Dieterich
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Diversity in the Oligodendrocyte Lineage: Current Evidence. Neuron, 101(3), 356-357.
Trotter, Jacqueline & Mittmann, Thomas
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Early life adversity targets the transcriptional signature of hippocampal NG2+ glia and affects voltage gated sodium (Nav) channels properties. Neurobiology of Stress, 15, 100338.
Treccani, Giulia; Yigit, Hatice; Lingner, Thomas; Schleuβner, Vanessa; Mey, Franziska; van der Kooij, Michael A.; Wennström, Malin; Herzog, David P.; Linke, Matthias; Fricke, Markus; Schmeisser, Michael J.; Wegener, Gregers; Mittmann, Thomas; Trotter, Jacqueline & Müller, Marianne B.
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Early Life Stress Programming of NG2+ Glia Transcriptome Alters Functional Properties of Voltage Gated Sodium (Nav) Channels and Cognitive Performance. Biological Psychiatry, 89(9), S117-S118.
Treccani, Giulia; Yigit, Hatice; Lingner, Thomas; Schleuβner, Vanessa; Wennström, Malin; Herzog, David; Fricke, Markus; Wegener, Gregers; Mittmann, Thomas; Trotter, Jacqueline & Müller, Marianne
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Kloster Schoental 2021 University of Heidelberg IZN Retreat. “NG2 glia: receivers and transducers of neuronal network signals”
Jacqueline Trotter
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Gordon Research conference on Myelin, Lucca, Italy May 2022: Signaling Between Neurons and NG2 Glia: Glial Signal Integration and Protein Synthesis
Vanessa Schleußner, Hatice Yigit, Thomas Mittmann & Jacqueline Trotter
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Klaus Nave lab MPI Göttingen Dept. of Neurogenetics Lab retreat June 13th.-17th. 2022 Störmthaler See, near Leipzig. “NG2+ cells as receivers and transducers of neuronal network signals”
Jacqueline Trotter
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Retreat International Masters Program in Biomedicine University of Mainz (with Luxembourg and Strasbourg Universities) Boppard, Germany October 4th-7th 2023 “NG2+ cells as receivers and transducers of neuronal network signals”
Jacqueline Trotter
