Modulation der langsamen Nachhyperpolarisation durch heterotrimere G-proteine und kleine GTPasen in hippokampalen Neuronen.

• Antragstellerin: Dr. Anne Boehlen
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 185962144

Metabotrope Rezeptoren für zum Beispiel Acetylcholin oder Glutamat spielen im Hippokampus eine entscheidende Rolle sowohl für die Enstehung von Netzwerkoszillationen als auch für neuronale Plastizität und damit potenziell für Lernen und Gedächtnis. Die modulatorische Wirkung dieser Rezeptoren wird unter anderem durch den langsamen, Calcium-aktivierten Kaliumstrom (sIAHP) vermittelt, der das Feuerverhalten von Neuronen formt. Neurotransmitter wie Acetylcholin und Glutamat hemmen diesen Strom und bewirken dadurch eine Erhöhung der neuronalen Erregbarkeit. Der zugrundeliegende Mechanismus ist bis heute weitgehend unbekannt. Dieser Forschungsantrag hat die Identifikation der für die cholinerge und glutamaterge Modulation des sIAHP verantwortlichen G-Proteine zum Ziel. Wir konnten vorab einen Beitrag von G-alpha(q) nachweisen und kürzlich auch eine Beteiligung von kleinen G-Proteinen der Rho-Familie. Zunächst soll mithilfe elektrophysiologischer Methoden die Funktion von RhoA und anderen kleinen G-Proteinen in der cholinergen und glutamatergen Hemmung des sIAHPs in hippokampalen Neuronen nachgewiesen werden. Es ist zu ermitteln, ob G-alpha(q) und RhoA entsprechend dem klassischen Signalweg agieren. Es konnte gezeigt werden, dass G-alpha(q) nur einen Teil der cholinergen und glutamatergen Hemmung des sIAHP vermittelt, was auf die Existenz eines parallelen Signalweges hindeutet. Im Anschluss soll eine mögliche Rolle des G-alpha (12)/(13) Proteins in diesem Signalweg durch Analyse von genetisch veränderten Tieren, in denen das Gen für G-alpha(12)/(13) ausgeschaltet ist, untersucht werden. Darüber hinaus gilt es zu klären, ob die hier genannten G-Proteine an der Entstehung von Netzwerkoszillationen beteiligt sind. Dies wird unser Verständnis der molekularen Mechanismen, die von Acetylcholin und Glutamat in Gang gesetzt werden und damit durch verschiedene Signalwege komplexes Verhalten und kognitive Prozesse beeinflussen, entscheidend verbessern.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeberin: Privatdozentin Dr. Paola Pedarzani