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Quality Control of Damaged Proteins at Synapses

Projektbeschreibung

Wie das Gehirn beschädigte Proteine an Synapsen handhabt

Synapsen sind aufgrund der mitochondrialen Aktivität oxidativem Stress ausgesetzt, der langlebige neuronale Proteine beschädigen kann. Über die Mechanismen, mit denen die Synapsen dieses Risiko bewältigen, ist nur wenig bekannt. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung zu ermitteln, welche Proteine betroffen sind und wie diese durch Signale wie Ubiquitin beseitigt werden. Dieses Wissen ist entscheidend, um die regenerativen Effekte des Schlafs zu erkennen. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten SYNDAM-Projekts soll untersucht werden, wie das Gehirn beschädigte Proteine an Synapsen erkennt und beseitigt. Insbesondere sollen die Regulatoren der Proteinschädigung ermittelt sowie die Rolle des Schlafs in diesem Prozess untersucht werden. Im Rahmen des Projekts werden die synaptische Aktivität und das Schlafverhalten von Mäusen analysiert, um herauszufinden, wie geschädigte Proteine entfernt werden, bevor sie zellulären Stress und Neuroinflammation verursachen.

Ziel

SYNDAM investigates how the brain detects and clears damaged proteins at the primary loci for information transfer and storage— synapses.

The synapse expresses many proteins that are mutated or dysregulated in major brain disorders. The information transfer rate at synapses is high and, as a result, synapses are continuously exposed to oxidative challenges that arise from local mitochondrial respiration and oxidase activity. This puts synaptic proteins at risk. This risk is exacerbated by the long lifetimes of neuronal proteins, which prolong their exposure to environmental assaults. It is unclear how this apparent risk is mitigated by protein quality control at synapses— a vital process for brain waste clearance and synaptic homeostasis e.g. during sleep. In this context, we face a fundamental knowledge gap: we do not even know which synaptic proteins are targets of oxidative damage, let alone how such damage may trigger protein clearance via key cellular degradation signals such as ubiquitin. This elusive damage-control mechanism is critical for the restorative function of sleep.

To address these knowledge gaps, SYNDAM will
(1) identify the synaptic ubiquitin regulators that can detect protein oxidative damage
(2) visualize the activity-dependent synaptic protein oxidative damage and ubiquitylation in situ
(3) investigate sleep-regulated detection and clearance of protein oxidative damage through ubiquitin

To achieve these goals, we will combine subcellular oxidized and ubiquitylated proteomics, DNA PAINT-based single-molecule localization, chemogenetic induction of synaptic oxidative damage, in situ detection of protein modifications, functional imaging, synaptic activity manipulations, electrophysiology, and sleep behaviour in mice.

SYNDAM will elucidate a critical surveillance mechanism for removing damaged proteins before protein toxicity activates cellular stress responses that may lead to neuroinflammation and degeneration.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

AARHUS UNIVERSITET
Netto-EU-Beitrag
€ 1 499 915,00
Adresse
NORDRE RINGGADE 1
8000 Aarhus C
Dänemark
Region
Danmark Midtjylland Østjylland
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 499 915,00

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