Projektbeschreibung
Dynamik zwischen Organellen bei neuronaler Plastizität
Das endoplasmatische Retikulum ist eine dynamische Zellstruktur mit mehrere Funktionen, darunter Kalziumspeicherung, Proteinsynthese und Lipidstoffwechsel. Die Wechselwirkung zwischen endoplasmatischem Retikulum und den Mitochondrien in Neuronen ist essentiell für die synaptische Plastizität, doch die Mechanismen dahinter sind noch unbekannt. Finanziert über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird das Projekt SynERMCSs die Rolle der Organelldynamiken bei der synaptischen Plastizität herausfiltern. Die Forschenden setzen hochauflösende Mikroskopie ein, um die Kontaktstellen zwischen dem endoplasmatischen Retikulum und den Mitochondrien in lebenden Neuronen zu analysieren. Die Ergebnisse werden gänzlich neue mechanistische Einblicke in die Rolle des endoplasmatischen Retikulums bei der synaptischen Plastizität und neuronalen Physiologie liefern. Bei neurodegenerativen Erkrankungen ist die Kommunikation zwischen dem endoplasmatischen Retikulum und den Mitochondrien gestört. Das Projekt hat somit Auswirkungen auf die klinische Praxis.
Ziel
The endoplasmic reticulum (ER) can rapidly reorganize its functional domains and inter-organelle communication sites in response to cellular demands. ER-mitochondria communication is essential for normal cell physiology, as it conveys lipid exchange, mitochondrial calcium uptake, among other vital processes for mitochondrial function. In neurons, activity-mediated dynamics of ER and mitochondria are required for synaptic responsiveness to induction of synaptic plasticity and stimulating neuronal activity increases the number of ER-mitochondria contact sites (ERMCSs). Whilst system modelling predicts that ERMCSs control the postsynaptic energy landscape, the actual contribution of synaptic and perisynaptic inter-organelle dynamics to synaptic plasticity is still quite unknown.
The small and compact structure of dendrites constrains the visualization of local ER-mitochondria contact site dynamics, being the application of nanoscopy techniques fundamental to follow these processes upon induction of synaptic plasticity. The use of cutting-edge super-resolution microscopy in this project will provide unprecedented spatiotemporal resolution to the study of activity-mediated ER and mitochondria dynamics and inter-organelle contacts heterogeneity in live neurons. Likewise, it will clarify the contribution of ERMCSs to sustain normal dendritic physiology as well as the intricate system triggering and upholding synaptic plasticity. Dysfunction of the ERMCSs has been reported in various neurodegenerative disorders due to mutation in proteins promoting and supporting ER-mitochondria communication. Neurodegenerative disorders are responsible for a great burden in disease, as dementias alone affect over 7 million people in Europe and this figure is expected to increase dramatically with aging of the population.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesbiological sciencesneurobiology
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryalkaline earth metals
- natural sciencesphysical sciencesopticsmicroscopysuper resolution microscopy
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculeslipids
- medical and health sciencesbasic medicinephysiology
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-PF - MSCA-PFKoordinator
100 44 Stockholm
Schweden