SFB 1080:  Molekulare und zelluläre Mechanismen der neuralen Homöostase

Fachliche Zuordnung Medizin
Förderung Förderung von 2013 bis 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 221828878
 

Projektbeschreibung

Neuronale Homöostase bezieht sich auf eine der bemerkenswertesten Eigenschaften des Nervensystems: Seine Fähigkeit, einen im Gleichgewicht befindlichen und stabilen inneren Zustand als Reaktion auf einen konstanten Fluss von Inputs aus einer sich ständig verändernden Umgebung aufrechtzuerhalten. Diese kontinuierliche Anpassung wird durch homöostatische Rückkopplungsmechanismen gewährleistet, die auf molekularer, zellulärer und Netzwerkebene wirken, um die Funktionen des Nervensystems um flexible Sollwerte herum aufrechtzuerhalten. Homöostatische Prozesse im Gehirn verhindern schädigende oder ineffiziente Zustände, indem die neuronale Funktion angepasst und die Neuronen in einem optimalen Funktionszustand gehalten werden, der die Informationsübertragung und -verarbeitung in den neuronalen Schaltkreisen unterstützt. Die homöostatische Anpassung ist somit entscheidend für die Stabilität des Nervensystems, während gleichzeitig ein gewisses Maß an struktureller, funktioneller und organisatorischer Flexibilität als Plattform für die Entwicklung und Anpassung an neue Umgebungen und Erfahrungen ermöglicht wird. Mit anderen Worten: Homöostatische Stabilität und Flexibilität können als zwei komplementäre und voneinander abhängige Konstruktionsprinzipien des Gehirns betrachtet werden.Im CRC1080 erforschen wir die grundlegenden Prozesse, die das Nervensystem in die Lage versetzen, die Funktionalität, Anpassungsfähigkeit und Flexibilität seiner Netzwerkkomponenten unter physiologischen Bedingungen aufrechtzuerhalten, und auch, wie diese Mechanismen in pathologischen Situationen verändert werden. Wir sind uns bewusst, dass zahlreiche Mechanismen beteiligt sind, die auf verschiedenen Skalen wirken. Daher umfasst unser Vorgehen Projekte, die die molekularen Mechanismen der Aufrechterhaltung von Netzwerken durch die Regulation von Apoptose, Neurogenese, Ribostase und Proteostase sowie die neuronale Morphologie und synaptische Übertragung von der prä- und postsynaptischen Seite analysieren (Bereiche A und B). Nach der zweiten Förderperiode verstärken wir nun die Untersuchungen zur Regulation der Funktion auf Netzwerkebene unter physiologischen und veränderten Bedingungen mittels experimenteller und rechnergestützter Ansätze (Bereich C). In allen Bereichen erforschen wir auch den Einfluss der Mikroumgebung auf die neuronale Homöostase, indem wir nicht-neuronale Zellen (Glia-, Endothelzellen und perivaskuläre Zellen) einbeziehen, die als Schlüsselakteure bei der Modulation homöostatischer Mechanismen diskutiert werden. Viele unserer Projekte nutzen die Stärken verschiedener experimenteller und rechnergestützter Ansätze, um zu einer detaillierten Analyse der morphologischen, zellulären und biochemischen Prozesse zu gelangen, die den homöostatischen Mechanismen im Nervensystem zugrunde liegen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche
Internationaler Bezug Israel

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Goethe-Universität Frankfurt am Main
Beteiligte Hochschule The Hebrew University of Jerusalem
Department of Neurobiology; Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Beteiligte Institution Institut für Molekulare Biologie gGmbH; Max-Planck-Institut für Hirnforschung
Sprecherinnen / Sprecher Professorin Dr. Amparo Acker-Palmer; Professor Dr. Robert Nitsch, bis 12/2016