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Projekt
Molekulare und funktionelle Integration von neuronaler Autophagie und präsynaptischer Restrukturierung
Antragstellerinnen / Antragsteller
Marta Maglione, Ph.D.; Professor Dr. Stephan J. Sigrist
Fachliche Zuordnung
Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447288260
Synaptische Stabilität und Plastizität hängen von der dynamischen Koordination des Membranrecyclings, der Proteostasis und des molekularen Umbaus ab. Die Widerstandsfähigkeit - die Fähigkeit des Gehirns, sich an Stressfaktoren wie Schlafentzug anzupassen - nimmt mit dem Alter ab und hängt vermutlich mit der Schlafhomöostase, der neuronalen Erregbarkeit und der metabolischen Integrität zusammen. Wie diese Prozesse mechanistisch miteinander verknüpft sind, ist jedoch noch wenig bekannt. Unsere Daten deuten darauf hin, dass die Autophagie in zentralen integrativen Zentren - dem Pilzkörper (MB) bei Drosophila und dem Hypothalamus bei Mäusen - eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der hirnweiten synaptischen Resilienz spielt. Bei Drosophila verlängert eine frühe Hemmung der Autophagie im MB die Lebensspanne und geht mit weitreichenden Veränderungen in präsynaptischen aktiven Zonen (AZs) einher, einschließlich der Anhäufung von Gerüstproteinen und einer veränderten Ionenkanalexpression. Diese Veränderungen gehen mit einer erhöhten Schlafdauer einher und könnten einen resilienzfördernden Zustand widerspiegeln. Bei Mäusen scheint die hypothalamische Autophagie die Synapsen des Hippocampus über Neuropeptid Y (NPY)-Signale und den Polyamin-Stoffwechsel zu beeinflussen, was auf einen konservierten Mechanismus hinweist, der Energieerfassung, Proteostasis und synaptische Plastizität miteinander verbindet. Dieses Projekt kombiniert genetische, bildgebende, proteomische und verhaltensbiologische Ansätze in Fliegen und Mäusen, um zu untersuchen, wie die Autophagie den präsynaptischen Umbau koordiniert und wie diese Prozesse zur synaptischen Resilienz beitragen. Unser Ziel ist es, konservierte Signalmodule zu definieren, die die hirnweite Plastizität während des Alterns und bei Stress unterstützen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
