Role of N- and E-cadherin in the regulation of structural and functional properties at central synapses

• Applicant: Professor Dr. Kurt Gottmann
• Subject Area: Molecular Biology and Physiology of Neurons and Glial Cells
• Term: from 2004 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5440022

Die spezifische Ausbildung und Stabilisierung von Synapsen zwischen bestimmten Nervenzelltypen stellt die Grundlage für die Entstehung neuronaler "Schaltkreise" während der Entwicklung des Säugergehirns dar. Die molekularen Mechanismen, insbesondere die seit langem postulierten "Erkennungsmoleküle", sind jedoch noch unbekannt. Synaptische Zelladhäsionsmoleküle der Cadherin-Familie gehören zu den interessantesten Kandidaten, die für die Bildung und Stabilisierung zentraler Synapsen verantwortlich sein könnten. Für klassische Cadherine, zwei z.B. N(neural)-Cadherin, ist eine synaptische Lokalisation ultrasturkturell gezeigt worden. Die funktionelle Rolle von N-Cadherin an zentralen Synapsen ist jedoch noch unklar. Der Grund hierfür liegt in der sehr früh embryonalen Lethalität von N-Cadherin "knock-out"-Mäusen, so daß elektrophysiologische Untersuchungen an kultivierten Neuronen nicht durchgeführt werden konnten. Es ist uns nun, durch in vitro Differenzierung von homozygoten, N-Cadherin "knock-out" ES-Zellen der Maus und Entwicklung eines Immunoisolationsverfahren für neuronal differenzierte ES-Zellen, gelungen, N-Cadherin-defiziente Neurone zu erhalten und die Ausbildung von synaptisch verknüpften Netzwerken in Kultur zu untersuchen. In diesem Projekt sollen die spezifischen Synapsenbildung, sowie funktionelle prä- bzw. postsynaptische Defekte an N-Cadherin-defizienten Neuronen immuncytochemisch, ultrastrukturell und vor allem mit patchclamp Ableitungen synaptischer Aktivität analysiert werden.

• DFG Programme: Research Grants