Das metabolische Zusammenspiel zwischen Neuroblasten und ihrer glialen Nische während der Gehirnentwicklung in Drosophila

• Antragsteller: Dr. Ioannis Nellas
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565835347

Das Gehirn ist ein unglaubliches Organ, das für viele Funktionen verantwortlich ist, von der Aufnahme und Verarbeitung von Reizen bis hin zu Motorkoordination und komplexen Verhaltensweisen. All diese Funktionen gehen mit hohen Stoffwechselkosten einher, was das Gehirn zu einem der energetisch kostspieligsten Organe macht. Daher ist die Untersuchung des Stoffwechsels der verschiedenen Gehirnzelltypen der Schlüssel zum Verständnis der Funktionsweise des Gehirns. Das Gehirn besteht aus oxidativen Neuronen und glykolytischen Gliazellen, die eine faszinierende metabolische Beziehung zueinander haben. In den letzten 30 Jahren gab es zunehmend Belege für die Astrozyten-zu-Neuron-Laktat-Shuttle-Hypothese (ANLS) sowohl in Wirbeltieren als auch in Wirbellosen. Ich gehe davon aus, dass auch zwischen den neuralen Stammzellen (NSZ) und ihrer glialen Nische eine enge metabolische Beziehung besteht, welche NSZ ernährungsphysiologisch unterstützt. Allerdings sind der zelluläre Stoffwechsel der NSZ und damit ihre Bedürfnisse bis heute nicht gut verstanden. Zusätzlich scheint sich der Stoffwechsel von NSZ mit der Differenzierung stark zu ändern. Um die Wechselwirkungen zwischen NSZ und ihrer Nische besser zu verstehen, werde ich nicht-invasive Methoden einsetzen, um sowohl den Zellstoffwechsel von NSZ als auch von Gliazellen im intakten Nervensystem zu untersuchen. In Kombination mit zelltypspezifischen genetischen Manipulationen wird dies ein Verständnis der metabolischen Wechselwirkungen zwischen NSZ und Gliazellen während verschiedener Stadien der Gehirnentwicklung ermöglichen und mögliche Abhängigkeiten zwischen den Zelltypen aufdecken. Darüber hinaus wird es möglich sein, die Auswirkungen von Störungen des zellulären Stoffwechsels auf die proliferative Kapazität der Stammzellen und ihre Differenzierung und damit auf die Entwicklung des Nervensystems zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Chile
• Kooperationspartner: Professor Alejandro San Martin, Ph.D.