Studie zur AMPA-Rezeptor-Bewegung und zur synaptischen Plastizität in einem modifizierten Sindbis-Virus-Expressionssystem

• Antragsteller: Dr. Pavel Osten
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5322839

Aktivitätsabhängige Langzeitänderungen in der Stärke erregender Reizleitung werden weithin als die Grundlage für Lern- und Gedächtnisleistungen des zentralen Nervensystems (ZNS) angesehen. Glutamat, der wichtigste erregende Botenstoff im ZNS, wirkt an zwei Hauptformen von postsynaptischen ionotropen Rezeptoren: a-Amino-3-Hydroxy-5-Methyl-4-Isoxazolpropionat (AMPA)-Rezeptoren und N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)-Rezeptoren. Neure Ergebnisse zeigen, dass AMPA-Rezeptoren aktivitätsabhängig in Synapsen transportiert werden können. Dies legt nahe, dass Mechanismen, die die Menge an synaptischen AMPA-Rezeptoren kontrollieren, auch für die Steuerung von synaptischer, durch AMPA-Rezeptoren vermittelter Plastizität verantwortlich sein könnten. Hier stellen wir die Entwicklung und Verwendung eines modifizierten, auf dem Sindbisvirus basierenden Expressionssystems vor, das die in vitro-Expression von EGFP-markierten AMPA-Rezeptoreneinheiten in Mengen, die denen endogener Untereinheiten entsprechen, unter Umgehung von Zytotoxizität ermöglichen sollte. Das Ziel ist es, EGFPGluR-A und EGFPGluR-B in kultivierte hippokampale Nervenzellen und in kultivierte organotypische hippokampale Schnittpräparate, gewonnen aus Wildtypmäusen oder aus GluR-A- und GluR-B-Knockoutmäusen, einzuführen. Mit dieser Methodik möchten wir den Beitrag einzelner Untereinheiten bei der subzellulären Verteilung von AMPA-Rezeptoren und bei der AMPA-Rezeptor-abhängigen synaptischen Plastizität untersuchen. Diese Untersuchungen schliessen die Regulierung intrazellulärer Bindungsproteine ein, den Einfluss von Phosphorylierungen and den intrazellulären C-Termini der Untereinheiten sowie die Funktion der verschiedenen C-terminalen Spleißformen von GluR-B. Geleitet durch die Ergebnisse der in vitroStudien werden wir in einer späteren Phase des Projekts DNAKonstrukte zur zielgerichteten Genveränderung herstellen, um die endogenen GluR-A und GluR-B-Gene in der Maus mit C-terminal veränderten EGFPGluR-A und EGFPGluR-B-Genen zu ersetzen. Auf diese Weise werden wir unsere Untersuchungen am Mausmodell erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen