DFG-Forschungsgruppen
FOR 5228: Membrantransportprozesse zur Regulation präsynaptischer Proteostase
Neuronen sind polarisierte Zellen mit komplexen Strukturen und vielen Synapsen. Aufgrund ihrer postmitotischen und langlebigen Natur ist die Erhaltung ihres Proteoms von entscheidender Bedeutung. Die Präsynapse, die durch einen hohen Energiebedarf und eine aktive Membrandynamik gekennzeichnet ist, steht vor Herausforderungen bei der Regulierung des Proteinumsatzes. Es gibt noch viele grundlegende Fragen zu den Mechanismen des Proteinabbaus, zu den Sortierwegen und dazu, wie die synaptische Aktivität diese Prozesse beeinflusst. Um diese Lücken zu schließen, untersucht ein Team von Experten für synaptische Biologie aus Berlin, Magdeburg,Haifa und Jena die Rolle der Autophagie, des Proteasom-vermittelten Abbaus und der endolysosomalen Pfade in der präsynaptischen Proteostase und Plastizität. Ihr Ziel ist es, herauszufinden, wie diese Prozesse lokal reguliert werden und wie nicht-kanonische Funktionen von Autophagosomen die präsynaptische Entwicklung und Funktion beeinflussen.
Da sich Proteine mit zunehmendem Alter missfalten und ansammeln, ist ihre Beseitigung für die Aufrechterhaltung der Zellfunktionen unerlässlich, insbesondere in postmitotischen Zellen wie Neuronen. Die beiden primären proteolytischen Systeme, die dafür verantwortlich sind, sind die Makroautophagie (Autophagie) und das Ubiquitin-Proteasom-System (UPS). Erste Forschungsergebnisse deuten auf ein mögliches Zusammenspiel und kompensatorische Mechanismen zwischen diesen Systemen hin, insbesondere an präsynaptischen Endigungen. Die Art ihrer Zusammenarbeit und wie sie sich in einem zunehmend oxidativen Umfeld während des Alterns verändern kann, bleibt jedoch unklar. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Kapazitäten beider proteolytischer Wege an der Präsynapse zu untersuchen, die Effektorsysteme zu erforschen, die ihre Interaktion vermitteln, und neue präsynaptische Autophagie-Substrate mit Hilfe eines modifizierten Chaperonsystems zu identifizieren.
Kooperationspartner
Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI)
Charité Berlin
