Descrizione del progetto
Il ruolo della dinamica inter-organello nella plasticità neuronale
Il reticolo endoplasmatico è una struttura cellulare dinamica che svolge svariate funzioni, tra cui l’immagazzinamento del calcio, la sintesi proteica e il metabolismo dei lipidi. L’interazione tra il reticolo endoplasmatico e i mitocondri è fondamentale per la plasticità sinaptica dei neuroni; tuttavia, il meccanismo di fondo rimane sconosciuto. Il progetto SynERMCSs, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, si propone di definire il contributo della dinamica degli organelli alla plasticità neuronale. I ricercatori impiegheranno la microscopia a super risoluzione per analizzare i siti di contatto tra reticolo endoplasmatico e mitocondri nei neuroni vivi. I risultati forniranno conoscenze meccanicistiche senza precedenti sul ruolo del reticolo nella plasticità sinaptica e nella fisiologia neuronale. Dato che la comunicazione tra il reticolo endoplasmatico e i mitocondri si rivela perturbata in presenza di disturbi neurodegenerativi, il progetto spiana la strada a proiezioni cliniche.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
- natural sciencesbiological sciencesneurobiology
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryalkaline earth metals
- natural sciencesphysical sciencesopticsmicroscopysuper resolution microscopy
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculeslipids
- medical and health sciencesbasic medicinephysiology
Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Meccanismo di finanziamento
MSCA-PF - MSCA-PFCoordinatore
100 44 Stockholm
Svezia