Immobilisierung endogener Ca2+-Puffer als Determinate der Paarpulsplastizität an einer kortikalen Synapse

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Informationsausbreitung in neuronalen Netzen wird neben der anatomisch gegebenen Verschaltung maßgeblich über die dynamischen Übertragungseigenschaften der individuellen Verbindungen (Synapsen) bestimmt, welche von Bahnung bis Depression reichen. Seit vier Jahrzehnten ist als dominierender Mechanismus der Bahnung der kurzfristige Verbleib von Kalzium-Ionen in der Präsynapse etabliert. In den letzten Jahren konnten weitere molekulare Details dieser durch Rest-Ca2+ vermittelten Bahnung geklärt werden. Es wurde gezeigt, dass die räumliche Anordnung von Ca2+-Kanälen und Freisetzungssensor sowie die Aktivität von Ca2+- Pumpen und die Anwesenheit von Ca2+-bindenden Proteinen, wie Calbindin-D28k, eine entscheidende Rolle spielen. In diesem Projekt wollen wir belegen, dass für Synapsen, an denen Ca2+-Kanal und Freisetzungssensor sehr eng benachbart zu sein scheinen, eine Immobilisierung von Calbindin über das Auftreten von Bahnung oder Depression entscheidet. Wir gehen diese Hypothese durch eine Kombination von präsynaptischen Diffusions- und Ca2+- Messungen, elektrophysiologischen Paarableitungen in Wildtyp und Calbindin-defizienten Mäusen sowie mathematischen Modellierungen an. Unser Projekt soll dazu beitragen, die molekulare Physiologie präsynaptischer Interaktionspartner weiter zu klären.