Molekulare und zelluläre Mechanismen der gegenseitigen Kontrolle eines Schlafneurons und eines Lysozyms

• Antragsteller: Professor Dr. Henrik Bringmann
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562134364

Schlaf ist essenziell und unterstützt lebenswichtige physiologische Prozesse des Gehirns und des Körpers. Schlafstörungen sind in modernen Gesellschaften weit verbreitet und stellen somit ein massives ungelöstes Gesundheitsproblem dar. Trotz seiner Bedeutung ist jedoch wenig darüber bekannt, wie Schlaf auf molekularer Ebene reguliert wird. Zentral für die Induktion des Schlafs sind schlafaktive Neuronen, die während des Schlafs depolarisieren, um neuronale Wachheits-Schaltkreise zu hemmen. Schlaf ist evolutionär konserviert und kann anhand verschiedener Tiermodelle untersucht werden. Caenorhabditis elegans ist für die Schlafforschung vorteilhaft, da es eine molekular-mechanistische Untersuchung dieses Prozesses ermöglicht. Wir haben zuvor gezeigt, dass Schlaf in C. elegans wesentlich von einem einzigen schlafaktiven Neuron namens RIS abhängt. Daher bietet das einzelne RIS-Neuron eine einzigartige Möglichkeit, die molekulare Biologie schlafaktiver Neuronen zu studieren. Durch Einzelzellsequenzierung haben wir zuvor Gene identifiziert, die speziell in RIS exprimiert werden. Eines dieser in RIS exprimierten Gene kodiert ein Lysozym, dessen Deletion zu einer Zunahme des Schlafs führt. Die Mechanismen hinter der Schlafregulation des Lysozyms sind nicht bekannt. Hier liefern wir erste Hinweise darauf, dass das Lysozym nicht nur den Schlaf kontrolliert, sondern dass das Lysozym selbst durch RIS reguliert wird, was die Hypothese nahelegt, dass das Lysozym Teil eines homöostatischen Schlafregulierungsmechanismus ist. Für dieses Projekt werden wir diese Hypothese testen und die Mechanismen aufklären, die der gegenseitigen Kontrolle des RIS-Schlafneurons und des Lysozyms zugrunde liegen. Dieses Projekt wird somit molekulare Mechanismen aufzeigen, wie ein Schlafneuron durch ein Lysozym reguliert wird und wie das Schlafneuron im Gegenzug das Lysozym kontrolliert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen