Projektbeschreibung
Erforschung der Steuerung der Resilienz des Gehirns durch die synaptische aktive Zone
Die Resilienz, also die Fähigkeit des Gehirns, mit Stress umzugehen, ist eng mit Schlaf verbunden, und Schlafentzug wird mit möglicher Neurodegeneration in Verbindung gebracht. Es gibt jedoch Wissenslücken bei der Verknüpfung von molekularen und zellulären Aspekten mit der Verhaltensebene und der organismischen Ebene. Das Team des EU-finanzierten Projekts SynProtect erforscht das Phänomen PreScale, d. h. die Plastizität der präsynaptischen aktiven Zone, die im Gehirn von Drosophila unter Schlafentzug weithin ausgelöst wird und die Resilienz gegenüber Schlafentzug erhöht. Es untersucht, ob PreScale präsynaptische Terminals global umgestaltet, um den Resilienzzustand anzupassen, und erforscht seine regulatorische Rolle in präsynaptischen Terminals und der lokalen Erregbarkeit über Kaliumkanäle. In SynProtect sollen durch den Einsatz fortschrittlicher bildgebender und proteomischer Verfahren Erkenntnisse darüber gewonnen werden, wie PreScale zur Resilienz des Gehirns beiträgt, indem die Gehirnaktivität, die Signalübertragung und der Stoffwechsel analysiert werden.
Ziel
Resilience designates the ability of the brain to cope with and adapt to stressful situations. Sleep homeostasis is tightly linked to resilience, and the sleep deficits observed alongside neurodegeneration probably operate as direct drivers of neurodegeneration. However, the knowledge gaps still remain huge and causally bridging the molecular/cellular with the behavioral and organismic level remains a challenge, hampering progress equally for biomedical and basic research.
Our recent data suggest that a form of presynaptic active zone plasticity (PreScale), widely triggered in sleep-deprived Drosophila brains, can enhance the brain resilience to cope with the adverse effects of sleep deprivation. Concretely, genetically fostering PreScale in sleepless mutants rescued them from their reduced lifetime, stress sensitivity, cognitive deficits and hyperexcitability due to too low levels of voltage-gated potassium channels.
In SynProtect, we seek to test our hypothesis that PreScale constitutes a globally-operating homeostatic plasticity mechanism remodeling presynaptic terminals comprehensively to tune resilience states.
In order to test this idea, we will elucidate the core molecular scenario executing and bidirectionally regulating PreScale and, consequently, decipher how exactly the remodeling of the mere presynaptic active zones and local excitability tuning via potassium channels intersect at the presynaptic terminal. In parallel, we will test whether PreScale is needed to enhance resilience in a brainwide fashion or if its modus operandi is more local. Genetic manipulation of PreScale will allow us to define brain states of high and
low resilience, which we will dissect combining super-resolution and in vivo activity imaging and proteomic tools. Thus, we will open the way towards a comprehensive insight into the activity, signaling and metabolic profile of brain resilience.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-ADG
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