Projekt A5 Kittel/Langenhan
Circadiane Plastizität von Synapsen bei Drosophila melanogaster
Zusammenfassung
Synaptische Plastizität ist eine grundlegende Eigenschaft synaptischer Kommunikation, welche die Modifikation von Neurotransmission durch Aktivität oder externe Signale ermöglicht. Uhrneurone speisen circadiane Impulse in das synaptisch verbundene Nervensystem ein, um physiologische Prozesse zu modifizieren. Obwohl gezeigt werden konnte, dass neuronale Morphologie und Erregbarkeit täglich rhythmischen Schwankungen ausgesetzt sind, ist erstaunlich wenig darüber bekannt, wie circadiane Plastizität die molekulare Komposition und Funktion von Synapsen beeinflusst. Dieses Projekt wird sich grundlegenden Fragestellungen bezüglich des Einflusses circadianer Rhythmik auf die synaptische Proteinkomposition in Drosophila melanogaster widmen.
Speziell wird untersucht werden, ob rhythmische Fluktuationen synaptischer Proteine funktionelle synaptische Veränderungen vermitteln. Die Expression von Proteinen, welche an der Transmitterfreisetzung an aktiven Zonen und der postsynaptischen Signalrezeption beteiligt sind, wird zu verschiedenen Zeitpunkten des circadianen Zyklus evaluiert und mit dem funktionellen Staus einzelner Synapsen korreliert werden. Dabei werden fluoreszensmikroskopische Techniken und elektrophysiologische Ableitungen mit Einzelzellauflösung zum Einsatz kommen.
Um darüber hinaus synaptische Proteinlevel unter Bedingungen gestörter circadianer Rhythmik zu untersuchen, wird die transgene Expression der Protease des Tobacco etch virus (TEV) mit TEV-spaltbaren Uhrproteinen kombiniert werden. Dieser Ansatz soll es ermöglichen, die Auswirkungen eines akuten Abschaltens der biologischen Uhr auf die Generierung rhythmischer Fluktuationen von Synapsenproteinen in individuellen Neuronen zu studieren.
Publikationen
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The human cognition-enhancing CORD7 mutation increases active zone number and synaptic release in Brain (2022).
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Mechano-dependent signaling by Latrophilin/CIRL quenches cAMP in proprioceptive neurons in eLife, (H. J. Bellen, ed.) (2017). 6 e28360-.
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Adhesion GPCRs as a putative class of metabotropic mechanosensors in Adhesion G Protein-coupled Receptors (2016). 221–247.
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Bruchpilot and Synaptotagmin collaborate to drive rapid glutamate release and active zone differentiation in Frontiers in cellular neuroscience (2015). 9
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Super-resolution microscopy of the synaptic active zone in Frontiers in cellular neuroscience (2015). 9
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The Adhesion GPCR Latrophilin/CIRL Shapes Mechanosensation in Cell Reports (2015). 11(6) 866–874.
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Quantitative super-resolution imaging of Bruchpilot distinguishes active zone states in Nature communications (2014). 5
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Matching structure with function: the GAIN domain of adhesion-GPCR and PKD1-like proteins in Trends in pharmacological sciences (2013). 34(8) 470–478.
Kontakt/Contact
Dr Robert J Kittel
Institute of Physiology, Neurophysiology
University of Würzburg
Röntgenring 9
D-97070 Würzburg, Germany
Phone: +49 (0)931 31 86046
Mail: robert.kittel@uni-wuerzburg.de
Web: www.kittel-lab.com
Prof. Tobias Langenhan, M.D. D.Phil. (Oxon)
Institute of Physiology, Neurophysiology
University of Wuerzburg
Röntgenring 9
D-97070 Würzburg, Germany
Phone: +49 (0)931 31 88681
Mail: tobias.langenhan@uni-wuerzburg.de
Web: www.langenhan-lab.org