A Drosophila Grip-Homologue in synaptic development and plasticity: an integrative study

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PDZ-Domänen-Proteine spielen in polarisierten Zellen (z.B. Neuronen) eine Schlüsselrolle für die Etablierung und Integrität spezifischer Membrankompartimente. Vertreter dieser Familie, die Glutamat-Rezeptor-bindenden Proteine (GRIPs), organisieren offenbar Veränderungen in der synaptischen Expression spezifischer Glutamatrezeptor-Komplexe. Diese Rezeptorumverteilungen vermitteln synaptische Langzeit-Plastizität und sind wichtig für Lern- und Gedächtnisprozesse. Die zellbiologischen Grundlagen dieser Prozesse sind weitestgehend uncharakterisiert. Das vorgestellte Projekt will die Grip-Funktion an der Drosophila neuromuskulären Synapse, einem einfachen synaptischen Modellsystem, integrierend untersuchen. Hierzu sollen mechanistische Hypothesen in vitro erarbeitet und dann genetisch überprüft werden. Mit DGrip assoziierende Proteine können in Hefeinteraktions-Screenings identifiziert werden. Die intrazelluläre Verteilung des Proteins und seine Rolle für den Proteintransport werden zuerst in einem Zellkultursystem unter Koexpression von z.B. Glutamatrezeptoruntereinheiten untersucht. DGrip-mutante Embryonen und Larven werden erzeugt und deren neuromuskuläre Synapsen elektrophysiologisch, immunzytochemisch und elektronenmikroskopisch charakterisiert. Weiter wird genetisch untersucht, welche Rolle die verschiedenen Proteininteraktionen für die Gesamtfunktion des Proteins spielen. Hierbei soll auch der in situ-Assoziationsstaus des DGrip-Proteins mittels "Fluorescent-life-time-imagings" visualisiert werden. Es soll unsere Hypothese getestet werden, wonach Grip-artige Faktoren zeitliche und räumliche Verknüpfung zellbiologischer Teilprozesse während der Ausbildung und Umstrukturierung synaptischer Kontakte organisieren. Der vorgestellte Antrag fokussiert exemplarisch auf Drosophila Grip. Die vorgestellte Strategie kann und wird aber auch auf andere mit Rezeptorkomplexen assoziierte Proteine übertragen werden. Solche Proteine sind von uns bereits identifiziert worden.