Aktivitäts-abhängige Plastizität des neuronalen Energiemetabolismus im Kontext der Hirnalterung

• Antragsteller: Professor Dr. Joachim Kirsch, seit 10/2023
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431144153

Veränderungen des neuronalen Energiemetabolismus tragen zu Beeinträchtigungen der Hirnfunktion während des Alterns und bei neurodegenerativen Erkrankungen bei. Wir konnten vor kurzem nachweisen, dass synaptische Aktivität die Expression spezifischer Stoffwechselgene induziert, und dadurch zu vermehrter aerober Glykolyse der Nervenzellen führt. Diese Änderung des Energiestoffwechsels trägt vermutlich zu einer verbesserten energetischen Kapazität und zur Neuroprotektion bei. Wir vermuten, dass eine verschlechterte Funktion der Synapsen im Alter zu einer verminderten Expression des glykolytischen Genprogramms, und damit zu einer verminderten energetischen Funktion der Nervenzellen führt. In diesem Projekt möchten wir daher die Aktivitäts-regulierte neuronale Genexpression und den neuronalen Energiemetabolismus in jungen und alten Mäusen in vivo untersuchen. Mittels viralem Gentransfer möchten wir zudem spezifische Stoffwechselgene im alternden Gehirn exprimieren und testen, ob dies einen positiven Effekt auf die synaptische Struktur und den Energiemetabolismus der Nervenzellen, sowie auf die kognitiven Fähigkeiten der Tiere hat. Das Projekt basiert auf einer sorgfältigen Kombination aus etablierten Methoden, wie beispielsweise der Enzym- und Immunhistochemie, und neuartigen Methoden, wie beispielsweise der Imaging-Massenspektroskopie. Dadurch möchten wir eine hohe Erfolgsaussicht des Projekts und gleichzeitig ein Potential für höchst innovative Ergebnisse sicherstellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr. Theodore Alexandrov; Professor Dr. Karsten Hiller; Professorin Dr. Ana M. M. Oliveira
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Carlos Bas Orth, bis 10/2023