Use dependent regulation of the coupling distance between Ca2+ channels and release sensor as a mechanism of long-term plasticity
使用 Ca2 通道和释放传感器之间的耦合距离的依赖性调节作为长期可塑性的机制
基本信息
- 批准号:459058603
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:
- 资助国家:德国
- 起止时间:
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Information processing in the central nervous system relies on rapid chemical synaptic transmission and its modulation via synaptic plasticity. Upon action potential - mediated depolarization of a presynaptic terminal voltage-gated Ca2+ channels open and the inflowing Ca2+ triggers the fusion of transmitter-filled synaptic vesicles (SVs) at the synaptic active zone by binding to vesicular release sensor proteins. Ca2+ builds a steep, short-lived concentration gradient around the mouth of an open channel that rapidly diminishes with increasing distance from the channel. This makes the spatial coupling distances between channels and release sensors a key parameter of the efficacy of synaptic transmission. Two principle coupling configurations have been distinguished to date: tight nanodomain coupling and loose microdomain coupling. Tight coupling favors high synaptic efficacy, in particular high probability of release of SVs, while loose coupling is thought to provide more options for regulation. How the coupling distance itself is regulated is not well understood at present. At investigated synapses a developmental switch from loose microdomain to tight nanodomain coupling has been described that significantly altered synaptic efficacy. Synaptic efficacy is further regulated by presynaptic long-term plasticity, again in an age-dependent manner. Synapses in young cortex are biased towards long-term potentiation (LTP), while at mature synapses both, LTP and long-term depression (LTD) are induced according to classical plasticity rules. The relationships between active zone topographies and long-term plasticity are largely unclear at present. In this proposal, the following hypotheses are addressed: Young synapses are biased towards LTP because they have loose microdomain coupling and a tightening of the coupling distance is induced preferentially, independent of the details of the plasticity protocol. Mature synapses operate with tight nanodomain coupling and LTD increases the coupling distance. LTP may further tighten coupling at mature synapses but most likely involves further mechanisms, in particular recruitment of additional release sites. The project relates age-dependent differences in active zone topography to age-dependent differences in long-term plasticity, hence, establishing how processes and rearrangements at the active zone and long-term plasticity mutually influence each other. Since release and plasticity are at the core of neuronal information processing and cortical map construction, the project addresses a major gap in our understanding of synapse maturation and coding in the brain.
中枢神经系统中的信息处理依赖于快速的化学突触传递及其通过突触可塑性的调节。在动作电位介导的突触前末端电压门控Ca 2+通道的去极化时,流入的Ca 2+通过结合囊泡释放传感器蛋白而触发突触活性区处的充满递质的突触囊泡(SV)的融合。Ca2+在明渠口周围形成一个陡峭的、短暂的浓度梯度,随着距离河道的增加而迅速减小。这使得通道和释放传感器之间的空间耦合距离成为突触传递功效的关键参数。迄今为止,已经区分了两种主要的耦合配置:紧密的纳米畴耦合和松散的微畴耦合。紧耦合有利于高突触功效,特别是SV释放的高概率,而松耦合被认为提供更多的调节选择。耦合距离本身是如何调节的,目前还没有很好的理解。在所研究的突触中,已经描述了从松散的微结构域到紧密的纳米结构域耦合的发育转换,其显著改变了突触功效。突触效能进一步受到突触前长期可塑性的调节,同样是以年龄依赖性的方式。根据经典的可塑性规则,年轻皮层的突触偏向于长时程增强(LTP),而在成熟的突触中,LTP和长时程抑制(LTD)都被诱导。活动区地形和长期塑性之间的关系目前还很不清楚。在这个建议中,解决了以下假设:年轻的突触偏向LTP,因为他们有松散的微区耦合和收紧的耦合距离诱导优先,独立的可塑性协议的细节。成熟的突触以紧密的纳米域耦合操作,并且LTD增加耦合距离。LTP可能进一步加强成熟突触的耦合,但最有可能涉及进一步的机制,特别是招募额外的释放位点。该项目将活动区地形的年龄依赖性差异与长期塑性的年龄依赖性差异联系起来,从而确定活动区和长期塑性的过程和重排如何相互影响。由于释放和可塑性是神经元信息处理和皮层地图构建的核心,该项目解决了我们对大脑中突触成熟和编码的理解中的一个主要空白。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Professor Dr. Hartmut Schmidt其他文献
Professor Dr. Hartmut Schmidt的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Professor Dr. Hartmut Schmidt', 18)}}的其他基金
Quantifying the synaptic Ca2+-binding kinetics of Synaptotagmin-1, the Ca2+ sensor for transmitter release in the forebrain
量化 Synaptotagmin-1(前脑中递质释放的 Ca2 传感器)的突触 Ca2 结合动力学
- 批准号:
351151455 - 财政年份:2017
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Developmental changes in Ca2+ influx release coupling at the active zone of excitatory cortical synapses
兴奋性皮质突触活性区 Ca2+ 流入释放耦合的发育变化
- 批准号:
248773225 - 财政年份:2013
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Mesenchymale Stammzellen zur Leberregeneration im Modell des M. Wilson
间充质干细胞用于威尔逊病模型中的肝脏再生
- 批准号:
35021190 - 财政年份:2006
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Development of a ribozymal strategy for treating transthyretin induced amyloidosis in the preclinical phase
开发临床前阶段治疗转甲状腺素蛋白诱导的淀粉样变性的核酶策略
- 批准号:
5290288 - 财政年份:2001
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Area-specific differences in cortical presynaptic coupling distances
皮质突触前耦合距离的区域特异性差异
- 批准号:
518845403 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
相似国自然基金
衰老抑制脊髓损伤修复的CXCL13依赖性CD8+T细胞通讯机制研究
- 批准号:82371585
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
细胞周期蛋白依赖性激酶Cdk1介导卵母细胞第一极体重吸收致三倍体发生的调控机制研究
- 批准号:82371660
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
当归芍药散基于双向调控Ras/cAMP-dependent PKA自噬通路的“酸甘化阴、辛甘化阳”的药性基础
- 批准号:81973497
- 批准年份:2019
- 资助金额:55.0 万元
- 项目类别:面上项目
CDK5调节羊驼黑色素生成的作用研究
- 批准号:31201868
- 批准年份:2012
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
蒺藜苜蓿细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase)对根瘤发育的功能研究
- 批准号:31100871
- 批准年份:2011
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
铁磁、半金属-超导异质结中电子输运的理论研究
- 批准号:60971053
- 批准年份:2009
- 资助金额:30.0 万元
- 项目类别:面上项目
CaMK II信号转导通路参与前扣带回皮质调节IBS大鼠的内脏痛觉
- 批准号:30800512
- 批准年份:2008
- 资助金额:19.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
Riesz乘积和树上的分枝测度的重分形分析
- 批准号:10826054
- 批准年份:2008
- 资助金额:3.0 万元
- 项目类别:数学天元基金项目
Posphoinositide-dependent kinase-1在肿瘤细胞趋化运动和转移中的作用机制
- 批准号:30772529
- 批准年份:2007
- 资助金额:29.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Repurposing Metformin as a Treatment for Cocaine Use Disorder
重新利用二甲双胍治疗可卡因使用障碍
- 批准号:
10823844 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Optimizing Use of Advanced Diabetes Technology for Self-Management in Adolescents with Type 1 Diabetes: Integration of Real-Time Glucose and Narrative Data
优化使用先进糖尿病技术对 1 型糖尿病青少年进行自我管理:实时血糖和叙述数据的集成
- 批准号:
10569293 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
USE OF DYRK1A/B KINASE INHIBITORS FOR THE TREATMENT OF LIVER DISEASES
使用 DYRK1A/B 激酶抑制剂治疗肝病
- 批准号:
10696380 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Contributions of aberrant synaptic protein monoaminylation to opiate use disorder
异常突触蛋白单胺化对阿片类药物使用障碍的影响
- 批准号:
10501338 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Optimizing diabetes technology use for Latinx youth through DREAM (Device use Reimagined through Education And Mentorship) virtual peer groups
通过 DREAM(通过教育和指导重新构想设备使用)虚拟同伴小组,优化拉丁裔青少年的糖尿病技术使用
- 批准号:
10708963 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Optimizing diabetes technology use for Latinx youth through DREAM (Device use Reimagined through Education And Mentorship) virtual peer groups
通过 DREAM(通过教育和指导重新构想设备使用)虚拟同伴小组,优化拉丁裔青少年的糖尿病技术使用
- 批准号:
10583855 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Contributions of aberrant synaptic protein monoaminylation to opiate use disorder
异常突触蛋白单胺化对阿片类药物使用障碍的影响
- 批准号:
10681305 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Use of use of dimethyl fumarate for targeting autoimmunity in type 1 diabetes
富马酸二甲酯用于靶向 1 型糖尿病自身免疫的用途
- 批准号:
10354282 - 财政年份:2021
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Use of use of dimethyl fumarate for targeting autoimmunity in type 1 diabetes
富马酸二甲酯用于靶向 1 型糖尿病自身免疫的用途
- 批准号:
10495266 - 财政年份:2021
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Translation of the UVA Advanced Automated Insulin Delivery Systems to Clinical Care in Young Children: Glycemic Control, Regulatory Acceptance and Optimization of Day to Day Use
UVA 先进自动胰岛素输送系统在幼儿临床护理中的应用:血糖控制、监管接受和日常使用优化
- 批准号:
10474818 - 财政年份:2021
- 资助金额:
-- - 项目类别: