Schlaf-Neuron-Kontrolle der Hungerresistenz

• Antragsteller: Professor Dr. Henrik Bringmann
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495901211

Die molekularen und zellulären Mechanismen, welche den essentiellen Funktionen des Schlafs zugrunde liegen sind nicht gut verstanden. Dies ist überraschend, da Schlaf für das Überleben notwendig ist und da Schlafprobleme in industrialisierten Gesellschaften stark verbreitet sind, und somit ein massives medizinisches und ökonomisches Problem darstellen. Für die Schlafinduktion sind sogenannte schlafaktive Neurone notwendig. Diese depolarisieren während des Schlafs und inhibieren neuronale Wachseins-Schaltkreise. Der Nematode Caenorhabditis elegans ist ein wichtiges Modellsystem, um grundlegende biologische Prozesse wie Altern, Stressresistenz, und auch Schlaf auf molekularer Ebene zu untersuchen. So wie andere Tiere, so zeigt auch C. elegans Schlafverhalten. Wir konnten zeigen, dass C. elegans ein schlafaktives Neuron namens RIS besitzt. Wenn RIS durch genetische oder optogenetische Methoden ausgeschaltet wird, dann führt dies zu einem praktisch vollständigen und hochspezifischen Verlust von Schlaf. Die Beeinträchtigung von RIS während larvalem Entwicklungsarrest führt zu einer verkürzten Lebensspanne und dem beschleunigten Voranschreiten von Alternsphänotypen. Allerdings ist nicht bekannt, wie RIS das Überleben unterstützt und Alternsprozesse aufhält. In diesem Projekt untersuchen wir die Signalwege, Effektoren und Mechanismen, durch die das RIS Neuron das Überleben während des larvalen Entwicklungsarrests unterstützt. Wir testen die Hypothese, dass RIS zelluläre Signalwege und Effektoren beeinflusst, welche das Überleben im L1 Arrest sichern. Wir untersuchen welche der für das Überleben des Arrests als notwendig bekannten zellulären Signalwege und Effektoren mit RIS interagieren, indem wir einen genetischen interaktions-Screen durchführen. Parallel dazu werden wir studieren, welche zellbiologischen Prozesse die essentiell für das Überleben des Arrests sind, von RIS-Aktivität kontrolliert werden, und wir werden die darunterliegenden Mechanismen ergründen. Dieses Projekt wird zu einem molekular-mechanistischen Verständnis der Signalwege und Effektoren eines schlafaktiven Neurons beim Überleben von Hungerphasen führen, und somit helfen zu verstehen, wie Schlaf zelluläre Gesundheit unterstützt und Alterungsprozesse aufhält. Somit werden wir mechanistische Verbindungen zwischen Schlaf, Überleben, und Alterungsprozessen verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen