Konfokales-Laser-Scanning-Mikroskop

• Fachliche Zuordnung: Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 499148687

Unser Gehirn besteht aus Milliarden von Neuronen und nicht-neuronalen Zellen, die miteinander verbunden sind und eine präzise Regulierung zellulärer Prozesse erfordern. RNA-Editierung ist ein zellulärer Prozess, der die Genfunktion durch enzymatische Desaminierung von Cytidin oder Adenin diversifiziert. Dies kann zu Veränderungen der Proteinstruktur und -funktion führen. Eine veränderte RNA-Editierung wird zunehmend mit unterschiedlichen Krankheiten in Verbindung gebracht, aber die meisten Ansätze verwenden Sequenzierungstechnologien zur Analyse von Massenmaterial. Es wird jedoch immer deutlicher, dass Veränderungen der RNA-Editierung zelltypspezifisch analysiert werden müssen. Die Erregungs- und Hemmungsübertragung zwischen Neuronen im Gehirn muss sorgfältig reguliert und koordiniert werden. Eine Deregulierung dieser Koordination führt letztlich zu Störungen des Nervensystems. Ein zentraler Aspekt unserer Arbeit ist die Untersuchung des Gehirns auf molekularer Ebene, indem wir die C-zu-U-RNA-Editierung und das alternative RNA-Spleißen untersuchen. Insbesondere analysieren wir Schlüsselkomponenten, die für die Hemmung elektrischer Impulse verantwortlich ist, nämlich Glycinrezeptoren (GlyR) und GABA-Typ-A-Rezeptoren (GABA(A)R) sowie das postsynaptische Gerüstprotein Gephyrin. Wir untersuchen die Funktion dieser Moleküle in physiologischen und pathophysiologischen Prozessen auf molekularer, zellulärer und systemischer Ebene. Die Temporallappenepilepsie (TLE) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die die Lebensqualität durch unvorhersehbares Auftreten von Anfällen und daraus resultierenden kognitiven Funktionsstörungen stark beeinträchtigt. Darüber hinaus leiden Epilepsiepatienten unter psychiatrischen Komorbiditäten wie Angstzuständen und Depressionen. Die meisten Epilepsiesyndrome haben keine erkennbare genetische Komponente. Dies deutet darauf hin, dass Epilepsie durch krankheitsfördernde molekulare und zelluläre Mechanismen der neuronalen Plastizität begünstigt wird, die von Patient zu Patient unterschiedlich sein können und zelltypspezifische Mechanismen involvieren. Kürzlich haben wir molekulare Werkzeuge entwickelt und fortschrittliche chemisch-biologische Ansätze angewandt, um das C-to-U-RNA-Editing im Allgemeinen und in Bezug auf GlyRs im Besonderen auf Einzelzellebene zu visualisieren. Wir wollen nun Zelltypen mit TLE-spezifischen Veränderungen im RNA-Editing-Niveau in vitro und ex vivo auf Einzelzellebene identifizieren. Um dieses Projekt weiter voranzutreiben, entwickeln wir ein neuartiges molekulares Werkzeug für den Nachweis von C-zu-U-RNA-Editierung in unterschiedlichen Zellkompartimenten einschließlich Synapsen. Insgesamt sollten unsere kürzlich entwickelten fortschrittlichen molekularen Werkzeuge es uns ermöglichen, Erkenntnisse über zelltypspezifische pathophysiologische Mechanismen bei TLE zu gewinnen und Ansatzpunkte für neue Therapien zu liefern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konfokales-Laser-Scanning-Mikroskop
• Gerätegruppe: 5090 Spezialmikroskope
• Antragstellende Institution: Technische Universität Braunschweig
• Leiter: Professor Dr. Jochen Meier