Erforschung der Rolle von de novo Myelinisierung bei der Engramentstehung

• Antragstellerin: Dr. Marie-Theres Wittmann
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496137962

Lernen und Gedächtnisbildung sind maßgeblich um sich an die Umwelteinflüsse anzupassen. Erinnerungen werden dabei von Engrammen (Gedächtnisspuren), die sich aus neuronalen Ensembles zusammensetzen, repräsentiert. Der neuronale Einfluss auf die Engrammbildung ist recht gut erforscht. Neurone sind jedoch nicht die einzigen neuralen Zellen die Engrammentstehung beeinflussen, auch Gliazellen scheinen dabei eine Rolle spielen. Besonders Oligodendrozyten sind in den Fokus der Forschung gerückt, da Studien zeigen konnten, dass sich erhöhte oder erniedrigte adulte Oligodendrogenese nachteilig auf die Gedächtnisbildung und -konsolidierung ausgewirkt. Mit diesem Projekt möchte ich herausfinden welchen Einfluss adulte Oligodendrogenese auf die Engrammbildung hat. Dazu werde ich die Effekte von verminderter Oligodendrogenese auf die Engrammentstehung mittels Engrammmarkierungen und optogenetischer Manipulation der neuronalen Aktivität untersuchen. Mit diesen Mittel werde ich die Frage beantworten, ob adaptive Myelinisierung zu einer stärkeren Allokation der aktiven Neurone zu einem Engramm führt oder zu einer verbesserten Reaktivierung der zugehörigen Neurone.Mein zweites Ziel ist es den Signalweg zu ermitteln, der nach neuronaler Aktivität oligodendrozytäre Vorläuferzellen zur Proliferation und Differenzierung anregt. Oligodendrozyten exprimieren Neurotransmitterrezeptoren auf ihrer Oberfläche, die neuronale Aktivität wahrnehmen und diese Signale weitervermitteln. Ca2+-Signale sind mögliche nachgeschaltete Effektoren, die oligodendrozytäre Vorläuferzellen zu Proliferation und Differenzierung anregen. Zuerst werde ich die Ca2+-Signale in oligodendrozytäre Vorläuferzellen nach künstlicher Aktivierung einer spezifischen neuronalen Projektion und während aktiver Gedächtnisbildung mittels in vivo Ca2+-Bildgebung (Zwei-Photonen- beziehungsweise Ein-Photon-Mikroskopie) analysieren. Um zu festzustellen, ob Ca2+-Signale in oligodendrozytäre Vorläuferzellen einen wesentlichen Beitrag zur adaptiven Myelinisierung leisten, werde ich die Ca2+-Dynamik in oligodendrozytäre Vorläuferzellen inhibieren und die Auswirkungen auf die Gedächtnisbildung untersuchen.Zusammenfassend wird dieses Projekt unser Verständnis von Lernen und Gedächtnisbildung auf zellulärer und Schaltkreisebene vergrößern und ergründen wie adaptive Myelinisierung zur Engrammentstehung beiträgt und ob Ca2+-Signale eine wichtige Rolle in adulter Oligodendrogenese spielen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Paul Frankland, Ph.D.