Descripción del proyecto
Solucionar el rompecabezas de la regulación del número de proteínas sinápticas
Las neuronas regulan el número de proteínas dendríticas y redistribuyen las proteínas en respuesta a cambios sinápticos. Sin embargo, la forma en que el conjunto de proteínas disponible se redistribuye a través de la difusión o el tráfico activo y cómo se modifican los números de proteínas sinápticas mediante una mayor traducción de los ARNm locales es un misterio. El proyecto MolDynForSyn, financiado con fondos europeos, pretende desarrollar una teoría basada en datos que describa las distribuciones de proteínas y ARNm dendríticos y usarla para estudiar la dinámica de la plasticidad sináptica en las dendritas y su repercusión en la memoria. La combinación única de datos teóricos y experimentales dará como resultado una mayor comprensión de los mecanismos de la memoria a largo plazo y de muchas enfermedades neurológicas asociadas con patologías de tráfico neuronal o disfunción de la síntesis de las proteínas.
Objetivo
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.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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- ciencias médicas y de la saludmedicina básicapatología
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
53127 Bonn
Alemania