Molekulare Faktoren von Gehirngrӧße und kognitiver Leistung

• Antragstellerin: Professorin Dr. Katja Nowick
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418087817

Höhere Organismen sind von ihren kognitiven Fähigkeiten abhängig, um um Ressourcen, wie z.B. Futter, Lebensraum und Paarungspartner, zu konkurrieren. Zumindest bei Menschen scheint es eine Beziehung zwischen Gehirngröße und kognitiven Leistungen zu geben, da Mikrozephalie üblicherweise mit geistiger Behinderung einhergeht. Die Entwicklung des Gehirns wird von der Umgebung beeinflusst. Stress während der Schwangerschaft oder in der frühen Kindheit wirkt sich negative auf die Gehirnentwicklung, Gehirnfunktionen und auf Kognition aus. Hier beabsichtigen wir, die Signaturen im Transkriptom und in Co-Expressions-Netzwerken zu finden, die Gehirngröße bestimmen. Die anhaltenden Effekte des Reaktorunglücks in Tschernobyl (Ukraine) ermöglicht es uns, die Beziehung zwischen Umweltstress (radioaktive Strahlung) und reduzierter Gehirngröße in freilebenden Wirbeltierpopulationen zu quantifizieren. Das Mosaik radioaktiver Verunreinigung in der Gegend um den Reaktor in Tschernobyl erlaubt es uns, Proben in einer Umgebung mit ähnlichen Umweltbedingungen, jedoch unterschiedlichen Leveln an Radioaktivität, zu nehmen. Wir werden die Transkriptome des frontalen Kortex, Hippocampus, Amygdala und Motorkortex von Individuen der Nagetierarten Apodemus flavicolis und Myodes glareolus aus Gegenden mit unterschiedlichen Leveln an Boden-Radioaktivität sequenzieren, um Unterschiede in der Genexpression und in Co-expressions-Netzwerken zu identifizieren. Insgesamt werden wir 10 Weibchen und 10 Männchen aus stark, mittel und leicht verunreinigten Gegenden, also n = 480 Transkriptome sequenzieren. Die gleichen Individuen, die wir für die Sequenzierungen verwenden werden, werden zuvor Standard-Verhaltenstests durchlaufen. Außerdem werden wir ihre Metabolismusrate und Gehirngröße gemessen, um Energiekosten, Gehirngröße und kognitive Leistungen mit den Transkriptionsmustern in Beziehung zu setzen. Durch die Analyse zweier Arten werden wir in der Lage sein, allgemeine molekulare Faktoren von Gehirngröße und kognitiver Leistung bestimmen zu können. Weiterhin streben wir nach wichtigen Erkenntnissen zu gesundheitlichen Konsequenzen von radioaktiver Strahlung mithilfe von Nagetieren, welche ein relevantes Modelsystem für menschliche Gesundheit darstellen. Dies ist besonders wichtig, da die Gefahr weiterer Atomunfälle zunimmt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen