Projektbeschreibung
Erforschen, wie spezielle Neuronenteile die Gehirnaktivität beeinflussen und Erkrankungen des Nervensystems auslösen
Neuronen verfügen die bemerkenswerte Fähigkeit, Informationen zu verarbeiten und gleichzeitig ihre Aktivität stabil beizubehalten. Ein spezieller Teil der Neuronen, das Axon-Initial-Segment, spielt eine Schlüsselrolle bei der Verwaltung der von den Neuronen gesendeten Nachrichten. Entgegen der landläufigen Meinung, dass das Axon-Initial-Segment eine statische und passive Struktur ist, offenbaren neuere Entdeckungen, dass es sich anpassen kann, wobei lang anhaltende Veränderungen in der Erregbarkeit der Neuronen verursacht werden. Das Team des ERC-finanzierten Projekts PLaisTICITY versucht zu verstehen, wie sich das Axon-Initial-Segment an Veränderungen der neuronalen Aktivität anpasst und welche Rolle es bei Krankheiten wie dem Angelman-Syndrom spielt. Mithilfe modernster Instrumente wie zum Beispiel Genomeditierung, Proteomik, Optogenetik und Elektrophysiologie wird untersucht, wie sich die Plastizität des Axon-Initial-Segments auf die Funktion der Neuronen auswirkt und wie Fehlanpassungen zu Erkrankungen des Nervensystems beitragen können.
Ziel
Neurons have the remarkable ability to continuously integrate and propagate information while maintaining their activity state within physiological range. The axon initial segment (AIS) is the keystone of neuronal excitability and pivotal for the maintenance of network homeostasis.
The molecular organization of the AIS dictates the generation of action potentials, and thereby shapes the principal output of neurons. Although the AIS has long been considered as a static and passive structure, recent work from my lab and others demonstrated that network activity induces robust plasticity of the AIS, causing long-lasting changes in excitability. However, how AIS plasticity is regulated to maintain network homeostasis remains elusive.
In this proposal, I aim to resolve, at the molecular level, how the AIS adapts in response to acute and chronic changes in neuronal activity and how maladaptation may lead to disease. To this end, I developed genome editing tools to label and manipulate endogenous AIS components, enabling live and super-resolution imaging of AIS organization. In combination with proteomics, optogenetics and electrophysiology, this project will address the following key objectives:
1. Resolve the nanoscale distribution and dynamics of AIS components
2. Unravel the mechanisms controlling acute and chronic re-distribution of ion channels during AIS plasticity and their consequences for excitability
3. Address the implication of maladaptive AIS plasticity in the pathology of Angelman Syndrome
This project bridges the cell biology of the neuron to its physiology, provides new insights into how AIS plasticity orchestrates network activity and identifies how maladaptation contributes to disease.
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.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
1081 HV Amsterdam
Niederlande