Molekulare Organisation von Neurotransmitter- und Hormon-Freisetzungsstellen im Nanometer-Maßstab, charakterisiert durch Immun-Elektronenmikroskopie

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred W. Kilimann
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 381877226

Das Innere lebender Zellen ist fein unterteilt und strukturiert. Dadurch werden störende Interaktionen unterbunden und produktive Interaktionen stärker, genauer und schneller. Nervenzellen stellen, wegen ihrer komplizierten Zellarchitektur und der Schnelligkeit und Präzision ihrer synaptischen Signalübertragung, besonders hohe Anforderungen an die Ordnung ihres molekularen Aufbaus. Die Methode der Elektronenmikroskopie erlaubt die Darstellung zellulärer Strukturen mit einer räumlichen Auflösung bis hinunter zur Größe einzelner Proteinmoleküle und ist deshalb geeignet, supramolekulare Anordnungen im Nanometer-Maßstab zu untersuchen und damit eine Brücke zwischen der molekularen und der zellulären Dimension zu schlagen.Wie ist die räumliche Anordnung von Proteinen, die an der synaptischen Exocytose von Neurotransmitter-Vesikeln beteiligt sind? Vermutlich greifen sie in genau definierter Stellung wie die Zahnräder einer Maschine ineinander, um die sehr schnelle, präzise und fein gesteuerte Signalübertragung an Synapsen sicherzustellen. Nach immun-elektronenmikroskopischen Vorarbeiten meines Labors, in denen die "In-situ-Topologie" von Aczonin/Piccolo und einiger seiner Interaktionspartner an konventionellen Synapsen des Kleinhirns ermittelt wurde, sollen diese Untersuchungen auf einen spezialisierten Synapsentyp (Band-Synapsen) und auf endokrine Zellen ausgedehnt werden, unter Einsatz verfeinerter Methodik. Die Ergebnisse werden unser Verständnis verbessern, wie die molekulare und supramolekulare räumliche Organisation der Exocytose-Maschinerie zu den spezifischen funktionellen Eigenschaften dieser verschiedenen Synapsen- und Zelltypen beiträgt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Benjamin Cooper, Ph.D.