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Dynamic proteomic maps of stem cell-derived neurons as a mechanistic discovery pipeline for rare neurological disease

Projektbeschreibung

Fehlgeleiteter Proteintransport und neuropathologische Umwege im Blick

Groß angelegte Studien aller Proteine, die von einer Zelle oder einem Organismus erzeugt werden (Proteomik), haben unser Verständnis von Erkrankungen wesentlich vorangebracht. Doch wir benötigen eine höhere Auslösung auf subzellulärer Ebene, um Defizite beim Proteintransport zu erkennen, die viele Erkrankungen verursachen. Erkrankungen des Nervensystems machen einen großen Teil der seltenen Erkrankungen aus, die verheerende Folgen haben können. Verglichen mit anderen Zellen sind Nervenzellen ungewöhnlich, da ihre Struktur in Dendriten, den Zellkörper und das Axon aufgegliedert ist. Daher sind die Zellen relativ „lang“, sodass der effiziente Proteintransport für Nervenzellen besonders wichtig ist. Das EU-finanzierte Projekt RARE MAPS nutzt eine bahnbrechende Technik, die sogenannten Dynamic Organellar Maps (Dynamische Organellenkarten). Das Projekt wird Proteomikdaten mit subzellulärer Lokalisation (auf Ebene der Organellen) für Nervenzellen, die aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSC) gewonnen wurden, und für das Gehirn eines Mausmodells mit einer seltenen neurodegenerativen Erkrankung, dem AP-4-Mangel-Syndrom, liefern. Die Studie wird die Nutzbarkeit der Technik voranbringen und gleichzeitig die Rolle des axonalen Proteintransports bei seltenen Erkrankungen des Nervensystems entschlüsseln. Dieser Ansatz wird eine Forschungspipeline bieten, die großflächig auf seltene neurologische Störungen angewendet werden kann.

Ziel

Rare diseases are a major unmet medical need, as is the definition of the relevant disease mechanisms. Many rare diseases affect the nervous system. These are challenging to treat, and mechanistic studies are difficult due to the inaccessibility of patient tissue. Global proteomic studies have provided insight into whole tissue or cell changes in protein abundance but lose information on protein subcellular localisation, which is important because defects in protein trafficking are implicated in many neurological disorders. In ‘RARE MAPS’ I propose an unbiased mechanistic discovery pipeline combining human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) with advanced spatial proteomics. I will use a method developed by Dr. Borner called ‘dynamic organellar maps’, which provides quantitative protein subcellular localisation information at the whole proteome level. Used comparatively, it can detect changes in protein localisation due to a perturbation, allowing unbiased screening for phenotypic changes. To develop this workflow, I will apply it to the rare neurodegenerative disorder AP-4 deficiency syndrome. AP-4 knockout hiPSCs will be differentiated into cortical neurons and maps will be made of intermediate cortical stem cells and mature cortical neurons. Comparison to control cells will enable the detection of changes to protein localisation and abundance. I will also apply the maps to brain tissue from an AP-4 deficient mouse model to detect protein mislocalisation in vivo. I will then use CRISPR/Cas9 technology to investigate the role of novel and known AP-4-associated proteins in neuronal autophagy and axonal health. This project will demonstrate the utility of dynamic organellar maps to reveal molecular mechanisms of rare neurological disorders as well as provide new insights into the pathogenesis of AP-4 deficiency and the role of protein trafficking and autophagy in the axon.

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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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

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.

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.

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2019

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

Koordinator

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV
Netto-EU-Beitrag

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.

€ 162 806,40
Adresse
HOFGARTENSTRASSE 8
80539 MUNCHEN
Deutschland

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Region
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten

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.

€ 162 806,40
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