Themenbereich A:
A02 - Aus Stammzellen differenzierte Neurone: ein Modell zur Erforschung des Einflusses von Neurotrophinen und glialer neuroprotektiver Faktoren auf serotonerge Neurone
Projektleiter: Prof. (apl.) Dr. Patrick Schloss, Zentralinstitut für Seelische Gesundheit, Mannheim
Mitarbeiter: Dr. Thorsten Lau
Beschreibung:
Das serotonerge System moduliert plastische Veränderungen des Gehirns beim Lernen und bei der Gedächtnisbildung sowie bei emotionalen Verhaltensveränderungen, und die Wirkung vieler Antidepressiva beruht auf der längerfristigen Erhöhung extrazellulären Serotonins. Dies wiederum bewirkt die Freisetzung neurotropher und neuroprotektiver Substanzen u.a. aus der Glia, welches länger anhaltende neuroadaptive Prozesse nach sich zieht. Aufgrund ihrer geringen Anzahl und unzugänglichen Lokalisation in den Raphé Kernen können serotonerge Neurone nicht ex-vivo kultiviert werden. Wir werden deshalb den Einfluss neurotropher Faktoren auf zelluläre Strukturen und die Funktion serotonerger Neurone in vitro untersuchen, welche wir aus Stammzellen differenzieren, und deren Bedeutung für plastische Veränderungen des serotonergen Systems in vivo analysieren.
A03 - Molekulare Analyse der Glucocorticoid-Wirkung auf die Neurogenese und synaptische Plastizität im Hippocampus
Projektleiter: Prof. Dr. Günter Schütz, Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg
Mitarbeiter: Dr. Stefan Berger, Dr. Yu Wang, Dr. Rosanna Parlato, Dr. Ying Wang
Beschreibung:
Das Ziel ist die Kartierung der Bindungstellen des Mineralocorticoid-Rezeptors (MR) und des Glucocorticoid-Rezeptors (GR) im Genom von Neuronen des adulten Hippocampus mit Hilfe von Chromatin-Immunopräzipitation-Sequenzierung (ChIP-seq). Zusammen mit den Veränderungen der Genexpression in Mausmutanten mit induzierter Ablation des MR und/oder GR werden wir zeigen, welche der Bindungstellen funktionell relevant sind und damit mit den beobachteten phänotypischen Veränderungen der Mutanten bezüglich Proliferation von Vorläuferzellen und synaptischer Plastizität im Hippocampus in Zusammenhang stehen.
A04 - Die Funktion der NMDA und AMPA Rezeptoren beim hippokampalen Lernen
Projektleiter: Dr. Rolf Sprengel, Max-Planck-Institut für medizinische Forschung, Heidelberg
Mitarbeiter: Dr. Wannan Tang, Dr. Ilaria Bertocci, Ann-Marie Michalski
Beschreibung:
Durch die genetische Inaktivierung der AMPA Rezeptoren in Mäusen konnten wir zeigen, dass zur Ausprägung räumlicher Assoziationen das episodische Kurzzeitgedächtnis nicht operativ sein muss und Assoziationen bei einem Verlust des Kurzzeitgedächtnisses stabiler ausgeprägt werden. Untersuchungen mit NMDA Rezeptor knockout Mäusen lieferten einen anderen unerwarteten Befund: NMDA Rezeptoren der CA1 und DG Regionen im Hippokampus werden zur Etablierung von Assoziationen nicht benötigt sondern werden bei der Auseinandersetzung mit Konfliktsituationen beim Navigieren genutzt. Zukünftige Untersuchungen sollen die Funktion des Hippokampus beim assoziativen Gedächtnis beleuchten und Gedächtnisinterferenzen analysieren. Unsere Ergebnisse liefern neue experimentelle Erkenntnisse zur Funktion des Hippokampus als Assoziationszentrum oder als Konfliktanzeiger.
A06 - Analyse der Rolle der über NMDA Rezeptoren und Kernkalzium regulierten de novo DNA Methyltransferase Dnmt3a2 in der Konsolidierung und Auslöschung von Erinnerungen.
Projektleiter: Prof Dr. Hilmar Bading, Interdiziplinäres Zentrum für Neurowissenschaften, Neurobiologie, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
Mitarbeiter: Dr. Daniela Mauceri, Dr. Ana Oliveira, Thekla Hemstedt
Beschreibung:
In Neuronen des zentralen Nervensystems kommt es als Folge von synaptischer Aktivität zur Stimulierung von intrazellulären Signalwegen, die zu Veränderungen von Genexpressionen führen. Dieser Dialog zwischen Synapse und Zellkern, in dem Kalzium die Rolle des Informationsüberträgers übernimmt, ist für die Aufrechterhaltung von neuronaler Plastizität und die Konsolidierung von Lernen und Gedächtnis von zentraler Bedeutung. Ziel dieses Projektes ist es, die Rolle der kalziumsignal-regulierten DNA Methyltransferase, Dnmt3a2, bei der Speicherung und der Auslöschung von Erinnerungen zu untersuchen.
A07 - Extinktion und Rekonsolidierung des Langzeitgedächtnisses in Drosophila: Charakterisierung der zellulären Signalwege, der zugrundeliegenden neuronalen Netzwerke und molekularen Mediatoren
Projektleiter: Prof. Dr. Christoph Schuster und Prof. Dr. Hilmar Bading, Interdiziplinäres Zentrum für Neurowissenschaften, Neurobiologie, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
Mitarbeiter: Jan Hörtzsch
Beschreibung:
Die Extinktion und Rekonsolidierung des Langzeitgedächtnisses (LTM) stellen evolutionär konservierte prinzipielle Eigenschaften des dauerhaften Gedächtnisses dar. Dennoch sind weder die Beziehungen der beteiligten neuronalen Netzwerke untereinander noch die zugrundeliegenden zellulären und molekularen Mechanismen ausreichend verstanden. Wir werden deshalb unsere neu etablierten Paradigmen zur Generierung von LTM-Extinktion und Rekonsolidierung in der Taufliege Drosophila melanogaster zusammen mit unseren molekulargenetischen Werkzeugen einsetzen, mit denen wir zeitlich und räumlich kontrolliert essentielle LTM-Signalwege (Kern-Calcium; cAMP/PKA) beeinflussen können. Ziel dieser Arbeiten ist ein besseres Verständnis der Signalwege, neuronalen Netzwerke und kritischen molekularen Mediatoren, die diesen LTM-Phänomenen zugrunde liegen.