Die Kommunikation der Präsynapse mit dem Zellkern bei Lern- und Gedächtnisprozessen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Synaptische Signale müssen zum Zellkern durchgestellt werden um eine genomische Antwort und Veränderungen der Transkription von plastizitätsrelevanten Genen auszulösen. Auf Grund ihrer langen Fortsätze stellt dies für Nervenzellen eine Herausforderung dar. Die Antragsteller konnten in ihren vorherigen Arbeiten zeigen, dass diese Kommunikation auch über den makromolekularen Transport von Proteinen erfolgt. Mit Hilfe von neuen transgenen Mausmodellen haben die Antragsteller eine neue Hypothese zur Rolle der Kommunikation der Präsynapse mit dem Zellkern bei Lern- und Gedächtnisprozessen getestet. Im Mittelpunkt des Projekts stand eine molekulare Hypothese, die das Protein Importin β1 in das Zentrum eines Signalweges von hippokampalen Moosfaser-Synapsen zum Zellkern in Körnerzellen des Gyrus Dentatus stellt. Wir haben geprüft ob Importin β1 für den retrograden Transport des synapto-nukleären Proteinmessengers Jacob verantwortlich ist und ob die nachfolgende Transkriptionsregulation relevant für hippokampale Lern- und Gedächtnisprozesse ist. Zu unserer Überraschung haben wir festgestellt, dass Importin ß1 sehr wahrscheinlich eine präsynaptische Funktion für die Freisetzung von synaptischen Vesikeln an Moosfaser-Synapsen hat. Diese ist ein völlig neuer Aspekt seiner zellulären Funktion in Nervenzellen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Synaptic control of DNA methylation involves activity-dependent degradation of DNMT3A1 in the nucleus. Neuropsychopharmacology, 45(12), 2120-2130.
Bayraktar, Gonca; Yuanxiang, PingAn; Confettura, Alessandro D.; Gomes, Guilherme M.; Raza, Syed A.; Stork, Oliver; Tajima, Shoji; Suetake, Isao; Karpova, Anna; Yildirim, Ferah & Kreutz, Michael R.
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Jacob, a Synapto-Nuclear Protein Messenger Linking N-methyl-D-aspartate Receptor Activation to Nuclear Gene Expression. Frontiers in Synaptic Neuroscience, 13.
Grochowska, Katarzyna M.; Bär, Julia; Gomes, Guilherme M.; Kreutz, Michael R. & Karpova, Anna
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Multiomics of synaptic junctions reveals altered lipid metabolism and signaling following environmental enrichment. Cell Reports, 37(1), 109797.
Borgmeyer, Maximilian; Coman, Cristina; Has, Canan; Schött, Hans-Frieder; Li, Tingting; Westhoff, Philipp; Cheung, Yam F.H.; Hoffmann, Nils; Yuanxiang, PingAn; Behnisch, Thomas; Gomes, Guilherme M.; Dumenieu, Mael; Schweizer, Michaela; Chocholoušková, Michaela; Holčapek, Michal; Mikhaylova, Marina; Kreutz, Michael R. & Ahrends, Robert
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The nuclear lamina is a hub for the nuclear function of Jacob. Molecular Brain, 14(1).
Samer, Sebastian; Raman, Rajeev; Laube, Gregor; Kreutz, Michael R. & Karpova, Anna
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One-step purification of tag free and soluble lamin B1 from an E. coli bacterial expression system. Protein Expression and Purification, 193, 106057.
Raman, Rajeev; Karpova, Anna & Kreutz, Michael R.
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The needs of a synapse—How local organelles serve synaptic proteostasis. The EMBO Journal, 41(7).
Grochowska, Katarzyna M.; Andres‐Alonso, Maria; Karpova, Anna & Kreutz, Michael R.
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Integration of nuclear Ca2+ transients and subnuclear protein shuttling provides a novel mechanism for the regulation of CREB-dependent gene expression. Cellular and Molecular Life Sciences, 80(8).
Karpova, Anna; Samer, Sebastian; Turacak, Rabia; Yuanxiang, PingAn & Kreutz, Michael R.
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Jacob‐induced transcriptional inactivation of CREB promotes Aβ‐induced synapse loss in Alzheimer's disease. The EMBO Journal, 42(4).
Grochowska, Katarzyna M.; Gomes, Guilherme M.; Raman, Rajeev; Kaushik, Rahul; Sosulina, Liudmila; Kaneko, Hiroshi; Oelschlegel, Anja M.; Yuanxiang, PingAn; Reyes‐Resina, Irene; Bayraktar, Gonca; Samer, Sebastian; Spilker, Christina; Woo, Marcel S.; Morawski, Markus; Goldschmidt, Jürgen; Friese, Manuel A.; Rossner, Steffen; Navarro, Gemma; Remy, Stefan ... & Kreutz, Michael R.
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Protein transport from pre- and postsynapse to the nucleus: Mechanisms and functional implications. Molecular and Cellular Neuroscience, 125, 103854.
Andres-Alonso, Maria; Grochowska, Katarzyna M.; Gundelfinger, Eckart D.; Karpova, Anna & Kreutz, Michael R.
