From Neurogenesis to Synaptogenesis

• Subject Area: Developmental Neurobiology ; Clinical Neurology; Neurosurgery and Neuroradiology
• Term: from 2002 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5485646

Um die Funktion des Gehirns zu verstehen, des kompliziertesten Organs, das die Evolution hervorgebracht hat, ist es unerlässlich, die Prinzipien der Gehirnentwicklung zu entschlüsseln. Untersuchungen in verschiedenen Modellorganismen haben gezeigt, dass die generellen Prinzipien der Gehirnentwicklung evolutionär konserviert sind. Zunächst werden neurale Stammzellen determiniert, die einen anderen Entwicklungsweg einschlagen als ihre nicht-neuralen ektodermalen Nachbarzellen. Anschließend müssen diese Stammzellen eine spezifische Identität annehmen, die sie voneinander unterscheidet. Diese Identität wird durch die Expression unterschiedlicher Transkriptionsfaktoren und anderer Determinanten vermittelt, weshalb man hier auch vom neuralen Transkriptions-Code spricht. Nach ihrer Determination teilen sich die neuralen Stammzellen asymmetrisch, um einerseits die Stammzellpopulation zu erhalten und andererseits die verschiedenen Typen von Neuronen und Gliazellen hervorzubringen, die die eigentlichen Bausteine des Gehirns darstellen. Die Ausbildung der verschiedenen Zelltypen des Gehirns wird nicht ausschließlich durch asymmetrische Zellteilung, sondern auch durch Signale von Wachstumsfaktoren, Zelladhäsionsmolekülen und der extrazellulären Matrix gesteuert. Die Ausbildung von Synapsen stellt den letzten Schritt der Differenzierung von Neuronen zu einem funktionalen Netzwerk dar. Dabei ist von großer Bedeutung, dass die Synapsen hochspezifisch nur mit den korrekten Zielzellen ausgebildet werden. Das Verständnis dieser Entwicklungsvorgänge stellt die Grundlage für das Verständnis von Krankheiten dar, die die Entwicklung oder die Funktion des Gehirns beeinträchtigen und ist Voraussetzung für translationale Ansätze zur Therapie dieser Krankheiten.

• DFG Programme: DFG Research Centres
• Subproject of: FZT 103: Molecular Physiology of the Brain
• Major Instrumentation: Instrumente
• Instrumentation Group: 3170 DNA-Array-Systeme ; 5090 Spezialmikroskope
• Applicant Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Project Heads: Professor Dr. Tomas Pieler; Professor Dr. Andreas Wodarz