Projektbeschreibung
Neue Form der Zellsignalisierung über Photorezeptoren im Gehirn
Das Sehen wird durch Sehpigmente, lichtempfindliche Proteine im Auge ausgelöst, die als Opsine bezeichnet werden. Überraschenderweise besitzen Säugetiere auch in inneren Organen Opsine, darunter im Gehirn, wohin das Umgebungslicht nur schwer vordringen kann. Daher ist es bislang rätselhaft geblieben, wie diese Proteine aktiviert werden. Die Arbeitshypothese des ERC-finanzierten Projekts PhotonSignaling lautet, dass chemische Reaktionen mit reaktiven Sauerstoffspezies innerhalb von Zellen in der Lage sind, diese internen Opsine zu aktivieren. Auf der Grundlage erster Hinweise auf dieses Phänomen in Maushirnneuronen wird die Forschungsgruppe die genauen molekularen Mechanismen aufklären, die physiologischen Auswirkungen dieses Signalwegs in den Zellen charakterisieren und erkunden, in welchem Umfang er sich auswirkt. Die Ergebnisse könnten unser Verständnis der Redoxbiologie, der Zellsignalübertragung und von Erkrankungen wie der Neurodegeneration grundlegend verändern sowie völlig neue Wege für therapeutische Interventionen eröffnen.
Ziel
Vision is enabled by photoreceptor proteins in the eye called opsins. In addition to visual opsins, mammals also possess three non-visual opsins, which are highly conserved and also expressed in extra-ocular tissues such as the brain. Recent studies in live mice have shown that these non-canonical opsins are both light-responsive and physiologically active. However, the poor penetration of visible light through hair, skin, bone, and tissue, raises intriguing questions about whether environmental light can conceivably activate opsins found in regions as dark as the inner brain of nocturnal mammals.
I hypothesized that these deep-tissue opsins may be activated by an alternative, internal, source. Specifically, reactive oxygen and nitrogen species (ROS/RNS) can react with cellular biomolecules to form excited states capable of light emission. This chemiluminescence phenomenon was studied intensively decades ago, but has since been overlooked. In the past years, I have established a multi-disciplinary research group aimed at tackling this hypothesis and we have obtained substantial evidence that redox-induced reactions are indeed capable of activating the non-visual opsin 3 (OPN3) in mouse hippocampal neurons in a process that we term “redox-photonic signaling”. However, many fundamental questions remain.
In PhotonSignaling, we will 1) Determine the precise mechanisms of redox-photonic signaling, 2) Determine the physiological consequences of this signaling pathway in mouse neurons, and 3) Explore the extension of this pathway to a broader signaling paradigm.
PhotonSignaling introduces a new dimension to redox biology, photosensory proteins, and cellular signaling. Through this lens, our work has the potential to reshape our understanding of fundamental biology, such as the role of neuropeptides and neurotransmitters, of physiological processes such as aging, and of diseases such as neurodegeneration, to ultimately unlock conceptually new therapeutic interventions.
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: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Biowissenschaften Neurobiologie
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Zoologie Mammalogie
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
85764 Neuherberg
Deutschland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.