Projektbeschreibung
Lösung des Rätsels um die Regulation der synaptischen Proteinzahl
Neuronen regulieren die dendritische Proteinzahl und verteilen Proteine als Reaktion auf synaptische Veränderungen um. Wie die verfügbare Proteinmenge durch Diffusion oder aktiven Handel umverteilt wird und wie die synaptische Proteinzahl durch eine erhöhte Translation lokaler mRNA verändert wird, ist allerdings noch ein Rätsel. Das EU-finanzierte Projekt MolDynForSyn will eine datengestützte Theorie entwickeln, welche die dendritische mRNA- und Proteinverteilung beschreibt, und diese nutzen, um die synaptische Plastizitätsdynamik in Dendriten und ihre Konsequenzen für die Speicherung im Gedächtnis zu untersuchen. Diese einzigartige Kombination aus theoretischen und experimentellen Daten wird zu einem besseren Verständnis von Langzeitmechanismen und zahlreichen neurologischen Krankheiten führen, die mit neuronalen Trafficking-Pathologien oder Störungen der Proteinsynthese verbunden sind.
Ziel
Proteins are the building blocks of life and neurons constantly need proteins to remain functional. This is a formidable challenge because neurons must regulate dendritic protein numbers across hundreds of micrometers, and need to redistribute proteins quickly in response to any synaptic changes. For example, long-term plasticity requires new proteins. Yet, it is still a puzzle how the available pool of proteins is redistributed via diffusion or active trafficking and how synaptic protein numbers are modified by increased translation of local mRNAs. Similarly, it is now an open question how the dysregulation of mRNA transport translates into plasticity impairments, how these modify circuit functions and ultimately lead to cognitive impairments. To answer these questions and connect the molecular dynamics to circuit function, we will develop a data-driven theory describing the dendritic mRNA and protein distributions in space and time and will use it to study the emergent synaptic plasticity dynamics in dendrites and its impact on memory storage. We will use data from leading experimental labs to identify how the unique combination of dendritic mRNAs, dendritic morphology, and synaptic activity gives rise to the synaptic protein dynamics that shapes circuit function. Our theory framework will generate and test hypotheses about how individual components such as mRNA motion, translation or degradation shape the protein exchange between synapses and clarify how they translate into multi-synapse synaptic plasticity rules that give rise to memory formation, memory generalization and separation. The unique combination of theory and experimental data will improve our understanding of long-term memory mechanisms and numerous neurological diseases that are associated with neuronal trafficking pathologies or protein synthesis dysfunction.
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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- NaturwissenschaftenBiowissenschaftenBiochemieBiomoleküleProteine
- Medizin- und GesundheitswissenschaftenGrundlagenmedizinPathologie
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
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Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
53127 Bonn
Deutschland