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Die Rolle entwicklungsbedingter Änderungen von Aktivität und Kalzium-Einstrom für Dendritenplastizität und Synaptogenese in Drosophila

果蝇树突可塑性和突触发生中活性和钙流入的发育变化的作用

基本信息

批准号：
17588114
负责人：
Professor Dr. Hans-Joachim Pflüger, since 9/2006 (†)
金额：
--
依托单位：
AG Neurobiologie
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2006
资助国家：
德国
起止时间：
2005-12-31 至 2010-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/17588114?language=en
关键词：
Die Rolle entwicklungsbedingter nderungen von

项目摘要

Das Teilprojekt A7 im SFB 515 ist das Vorläufer-Projekt zu dem hier beantragten Projekt. Es untersucht Mechanismen für postembryonale dendritische und synaptische Umgestaltungen im Zentralnervensystem (ZNS). Als Modellsystem wird der Funktionswechsel eines identifizierten Motorneurons, MN5, während der Insekten-Metamorphose verwendet. Hierbei wird MN5 wird von einem langsamen Motorneuron, das einen tonisch kontrahierenden, larvalen Kriech-Muskel innerviert, zu einem schnellen Motorneuron umgebildet, das einen phasisch kontrahierenden Flug-Muskel innerviert. Die Integration in das adulte Netzwerk erfordert das Auswachsen neuer Dendriten, die Bildung neuer Synapsen und veränderte Membraneigenschaften. Wir konnten erstmals zeigen, dass diese postembryonalen Modifikationen während der Metamorphose neben der Kontrolle durch Steroidhormone auch durch aktivitäts- und Kalzium-abhängige Prozesse vermittelt werden. Des Weiteren deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass dendritische Wachstumskegel während des Wachstums durch Kalzium-Einstrom über den Status der Synaptogenese informiert werden, d.h. ihre Struktur durch synaptischen Eingang verändert wird. Um das funktionelle Wechselspiel zwischen dem Ausbilden von Dendriten und aktivitätsabhängigen Rückkopplungen während der Synaptogenese quantitativ zu untersuchen, haben wir neue Methoden entwickelt, mit denen die Verteilung von Synapsenmarkern auf Dendritenbäumen von konfokalen Bilderstapeln sehr genau rekonstruiert werden können. Dabei zeigt sich, dass dendritische Wachstumskegel weniger und kürzere Filopodien aufweisen, je mehr synaptischen Eingang sie erhalten, und dass Filopodien-Regression durch Kalzium-Einstrom vermittelt wird. Zusätzlich erlauben unsere Neuronen-Rekonstruktionen jetzt auch das Erstellen von Multi-Kompartiment Modellen vom sehr komplexen Dendritenbäumen. Auf dieser Basis wollen wir jetzt die zellulären Mechanismen für aktivitätsabhängige, strukturelle Veränderungen von dendritischen Wachstumskegeln, Filopodien und die Synapsen-Akquisition weiter untersuchen. Da uns in Manduca einige notwendige molekulare Werkzeuge und postsynaptische Marker nicht zur Verfügung stehen, haben wir das intrazelluläre Ableiten und retrograde Färben des homologen MN5 im genetischen Modellsystem Drosophila etabliert. Hierzu wird MN5 mit Green Fluorescent Protein (GFP) oder Kalzium Indikatoren genetisch gefärbt und unter optischer Kontrolle abgeleitet. Es sollen folgende drei Fragestellungen untersucht werden:1. Die quantitative Auswertung der Dendritenstruktur identifizierter Neurone in mutanten Drosophila Linien soll zeigen, welche Signalwege dendritischen Kalzium-Einstrom in strukturelle Veränderungen übersetzen.1.2. Mit Hilfe genauer Neuronen-Rekonstruktionen und Färbungen gegen Synapsenproteine sollen die Orte der Synaptogenese in sich entwickelnden Dendritenbäumen lokalisiert werden.1.3. Die Kombination von Imaging und Multi-Kompartiment Modellen soll zeigen, ob Wachstumskegel eines Dendritenbaumes unabhängig voneinander durch synaptische Aktivität und lokalen Kalzium-Einstrom reguliert werden.

SFB 515中的A7 Teilprojekt是预安装项目。Es untersucht Mechanismen für postembryonale dendritische und synaptische Umgestaltungen im Zentralnervensystem（ZNS）.该模型系统将识别出运动神经元MN 5，并将其转化为神经元。在此，MN 5将作为一个长的运动神经元，作为一个紧张的对抗，幼虫Kriech-Muskel innerviert，以一个紧张的运动神经元，作为一个阶段的对抗Flug-Muskel innerviert。成人网络中的整合需要新的树状结构、新的突触和新的膜结构。我们首先认识到，这种胚后变性是通过类固醇激素控制的，也是通过激活和抑制癫痫发作来控制的，这是韦尔登的主要原因。Des Weiteren deuten unsere Ergebnisse darauf hin，dass dendritische Wachstumskegel während des Wachstums durch Kalzium-Einstrom über den Status der Synaptogenese informiert韦尔登，d.h.它的结构是通过突触连接的。为了使突触发生的定量化，我们采用了新的方法，将突触标记在树突状细胞上的功能性表达和激活Rückkopplungen的功能性表达结合起来，韦尔登可以很好地理解。Dass dendritische Wachstumskegel weniger und kürzere Filopodien aufweisen，je梅尔synaptischen Eingang sie erhalten，and dass Filopodien-Regression durch Kalzium-Einstrom vermittelt wird.因此，我们的神经元重建也需要从复杂的树枝状结构中提取多组分模型。在此基础上，我们将进一步研究树突状细胞的激活机制、结构和突触激活机制。在果蝇遗传模型系统中，同源MN 5的胞内可复性和逆行可复性标记物在果蝇中的表达并不明显。Hierzu wird MN 5 mit绿色荧光蛋白（GFP）或Kalzium Indikatoren genetisch gefärbt und unter optischer Kontrolle abgeleitet. Es sollen folgende drei Fragestellungen untersucht韦尔登：1. Die quantitative Auswertung der Dendritenstruktur identifierter Neurone in mutant Drosophila Linien soll zeigen，welche Signalwege dendritischen Kalzium-Einstrom in strukturelle Veränderungen übersetzen. 1.2. Mit Hilfe genauer Neuronen-Rekonstruktionen und Färbungen gegen SynapsenProteine sollen die奥尔特der Synaptogenese in sich entwickelnden Dendritenbäumen lokalisiert werden.1.3. Die Combination von Imaging und Multi-Kompartment Modellen soll zeigen，ob Wachstumskegel eines Dendritenbaumes unabhängig voneinander durch synaptische Aktivität und lokalen Kalzium-Einstrom reguliert韦尔登.