Verständnis synaptischer Komplexität durch Neukodierung endogener neuronaler Rezeptorkomplexe mittels Erweiterung des genetischen Codes und Genom-Editierung

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Sauer
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Biophysik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545292095

Die genaue Visualisierung synaptischer Proteine erfordert eine genaue Anpassung der hochauflösenden Bildgebung und der Erhaltung der physiologischen Integrität der Proteine. Unser Forschungsprojekt zielt darauf ab, die genaue subzelluläre und subsynaptische Lokalisation der verschiedenen AMPAR-Komplexe aufzuklären und ihre Dynamik zu bestimmen. Zu diesem Zweck werden wir verbesserte Markierungsmethoden entwickeln, die auf der Erweiterung des genetischen Codes mit unnatürlichen Aminosäuren und bioorthogonaler Klick-Markierung mit Tetrazin-Farbstoffen für die ortsspezifische Markierung von AMPARs und Hilfsuntereinheiten mit minimalen Verknüpfungsfehlern basieren. Hierdurch wollen wir das volle Potential neuster Einzelmolekül-Lokalisations-Mikroskopie-Methoden, wie z.B. 3D Lichtblatt dSTORM und DNA-PAINT von hippocampalen Neuronen und Hirnschnitten, ausschöpfen. Mit Hilfe dieser Methoden wollen wir die Dynamik der Interaktionen zwischen AMPARs und Hilfsuntereinheiten wie TARPs, CNIHs und GSG1l untersuchen, da dies für das Verständnis ihrer Rolle in der synaptischen Physiologie von entscheidender Bedeutung ist. Darüber hinaus werden wir mit den von uns entwickelten Methoden untersuchen können, wie unterschiedliche Konfigurationen von AMPAR-Komplexen, z.B. tri-heteromere GluA1/GluA2/GluA3- und di-heteromere GluA1/GluA2-Komplexe, zur verschiedenen synaptischen Reaktionen in verschiedenen Hirnregionen und Zelltypen beitragen. Durch die Kombination der Expertise zweier führender Teams auf dem Gebiet der Biologie synaptischer Proteine (Team Choquet) und der hochauflösenden Bildgebung in Verbindung mit innovativen Protein-Markierungstechniken (Team Sauer) mit einer nachgewiesenen Erfolgsbilanz in der Zusammenarbeit zielt unser Projekt darauf ab, die Methoden zur Untersuchung synaptischer Proteine grundlegend zu verbessern und unser Verständnis ihrer Funktionen und Interaktionen zu vertiefen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Professor Dr. Daniel Choquet