Funktionelle Entwicklung der Signalübertragung an den Zapfenphotorezeptor-Bandsynapsen in der Mausretina

• Antragsteller: Dr. Norbert Babai, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417342228

Photorezeptoren sind spezialisierte sensorische Neurone, die den Stimulus Licht in elektrische und weiter in chemische Signale umwandeln. Um eine verlässliche Signalübertragung von den Photorezeptoren auf die postsynaptischen Horizontal- und Bipolarzellen zu gewährleisten, sind Photorezeptoren mit einer sogenannten Bandsynapse ausgestattet, die auf die schnelle und graduierte Hochdurchsatz-Freisetzung von Glutamat spezialisiert ist. Die Untersuchung der Funktionsweise der Photorezeptor-Bandsynapsen ist ein Fokus in der Sehforschung und steht auch im Zentrum meines Projekts. Um die synaptische Vesikelfreisetzung an den Zapfen-photorezeptor-Bandsynapsen auszulösen, werde ich Photorezeptoren in Horizontalschnitten der Retina mit einer von mir entwickelten Technik elektrisch stimulieren. Mit einer Kombination aus elektrischer Stimulation der Zapfenphotorezeptoren und Patch-clamp Ableitungen von Horizontalzellen werde ich die physiologischen Eigenschaften der Zapfenphotorezeptor-Bandsynapsen im Verlauf der postnatalen Entwicklung der Mausretina untersuchen. Ich werde die tonische und die phasisch evozierte synaptische Vesikelfreisetzung analysieren, die Kinetik der synaptischen Vesikelfreisetzung und des Vesikelnachschubs messen, die Größe des unmittelbar verfügbaren synaptischen Vesikelpools bestimmen und den präsynaptischen Ca2+-Strom an Zapfenphotorezeptoren ermitteln. Zusätzlich werde ich die postnatalen Veränderungen in der Ultrastruktur der Zapfenphotorezeptor-Bandsynapse untersuchen und versuchen, diese mit den physiologischen Änderungen zu korrelieren. Die Ergebnisse meiner Untersuchungen werden einen Einblick in die Struktur-Funktionsbeziehung an der sich entwickelnden Photorezeptor-Bandsynapse ermöglichen. Dieses Wissen wird auch zu einem besseren Verständnis der Physiologie und Pathophysiologie der Photorezeptor-Bandsynapse in der adulten Retina beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen