Analyse der Regulation von Kalziumkanälen durch alpha-Neurexine an "Chimären Synapsen" in vitro

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Der Informationsfluss im Nervensystem hängt wesentlich von der strukturellen und funktionellen Entwicklung chemischer Synapsen ab. Wir konnten kürzlich nachweisen, dass eine Verbindung zwischen synaptischen Zelladhäsionmolekülen und Elementen des Exozytoseapparates existiert: a-Neurexine - eine hochpolymorphe Familie von Zelloberflächenproteinen - erwiesen sich als essentiell für die Neurotransmission, da in knockout Mäusen die spontane und evozierte Transmitterausschüttung dramatisch reduziert war. Unsere Experimente zeigten, dass gestörte spannungsabhängige Kalziumkanäle des präsynaptischen Terminals wie auch des postsynaptischen Kompartments in dem Phänotyp eine zentrale Rolle spielen. Im vorliegenden Antrag wollen wir die Regulation prä- und postsynaptischer Ca2+ Kanäle durch a-Neurexine in einem neuartigen Modellsystem untersuchen, da Standardpräparationen dafür nicht geeignet sind. Folgende Ansätze sollen verfolgt werden: 1. "Chimäre Synapsen" zwischen präterminalen Boutons hippokampaler Neurone (aus Kontrollmäusen bzw. Neurexinmutanten) und stabil transfizierten HEK293 Zellen als "postsynaptischen Elementen" sollen in vitro etabliert werden. 2. Unser System soll patch-clamp Ableitungen von präsynaptischen Terminalen ermöglichen und außerdem prä- und postsynaptische Effekte getrennt analysieren lassen. 3. Es soll geklärt werden, ob der Einfluss der a-Neurexine auf präsynaptische Ca2+ Kanäle auf Veränderungen der biophysikalischen Kanaleigenschaften selbst (z.B. Leitfähigkeiten etc.) oder auf Lokalisierungseffekten (z.B. Veränderung der Ca2+ Mikrodomänen und deren Kopplung an die Freisetzungsmaschinerie) beruht. 4. Schliesslich soll getestet werden, ob ein transsynaptischer Signalweg zwischen präsynaptischen a-Neurexinen und postsynaptischen Ca2+ Kanälen existiert.