Glykosylierung als regulatorischer Code bei Krankheiten und in der Entwicklung des menschlichen Gehirns.

• Antragstellerin: Dr. Maria Veronica Pravata, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 574868899

Die Entwicklung des menschlichen Gehirns beruht auf hochregulierten Prozessen. Während genetische und transkriptionelle Programme gut erforscht sind, ist die Rolle posttranslationaler Modifikationen - insbesondere der Glykosylierung - bislang weitgehend unergründet. Glykosylierung, also das enzymatische Anfügen von Zuckerketten an Proteine, kann deren Stabilität, Lokalisation und Interaktionen beeinflussen. Ihr Beitrag zur frühen Gehirnentwicklung, zu artspezifischen Eigenschaften und zu Krankheitsmechanismen ist jedoch kaum verstanden. Dieses Projekt untersucht die Rolle der Glykosylierung während der kortikalen Entwicklung auf molekularer und zellulärer Ebene. Mithilfe von Gehirnorganoiden aus menschlichen und nicht-menschlichen Primaten-Stammzellen kartieren wir zelltypspezifische Glykosylierungsmuster und identifizieren evolutionär divergente Glykosylierungsenzyme. So wollen wir verstehen, wie diese Modifikationen zur Gehirnentwicklung beitragen und wie evolutionäre Veränderungen diesen Prozess beeinflusst haben könnten. Parallel dazu analysieren wir, wie Glykosylierungsdefekte zur Entstehung von Krankheiten beitragen. Der Fokus liegt auf Enzymen, die mit kongenitalen Glykosylierungsstörungen (CDG) assoziiert sind - schweren neuroentwicklungsbezogenen Erkrankungen mit bislang ungeklärten molekularen Ursachen - sowie auf Enzymen, die genetisch mit Schizophrenie in Verbindung stehen. Durch die Kombination von CRISPRi, Prime Editing, Einzelzelltranskriptomik und Glykoproteomik werden wir untersuchen, wie diese Enzyme die Dynamik neuronaler Vorläuferzellen und Entwicklungspfade beeinflussen. Dieses Projekt wird neue Erkenntnisse über die Rolle der Glykosylierung in der Hirnentwicklung liefern - an der Schnittstelle von Evolution und Krankheit.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Gruppen