Metabotrope Glutamatrezeptoren im Hippokampus - Funktionelle Rolle und Aktivierung durch synaptisch freigesetztes Glutamat

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Einer der wichtigsten Botenstoffe bei der Signalübertragung zwischen Nervenzellen ist Glutamat. Glutamat kann neben einer Familie von Ionenkanälen, die innerhalb von Millisekunden jeden Impuls an die nachgeschaltete Stelle weitergeben, auch eine Familie von metabotropen Glutamatrezeptoren aktivieren, welche über intrazelluläre Signalmoleküle wirkt. Zu den vielfältigen Wirkungen dieser Rezeptoren gehört die Modulation neuronaler Erregbarkeit und die Inhibition der Freisetzung von Botenstoffen. Obwohl zahlreiche Subtypen dieser Rezeptoren molekularbiologisch und pharmakologisch gut charakterisiert sind, ist immer noch recht unklar, unter welchen Bedingungen es zu einer Aktivierung dieser Rezeptoren durch Glutamatmoleküle kommt, welche von Nervenzellen freigesetzt wurden. Metabotrope Rezeptoren werden nicht durch einen einzelnen Impuls, sondern anscheinend nur während wiederholter andauernder Aktivität der vorgeschalteten Nervenzelle aktiviert. In diesem Projekt wollen wir Hirnschnittpräparate nutzen, um mittels moderner bildgebender Methoden (Ca2+-Imaging) und elektrophysiologischer Ableitungen (patch-clamp, Feldpotentiale) diese metabotrope glutamaterge Signalübertragung zu untersuchen. Das Ziel ist aufzuklären, welche präsynaptischen Aktivitätsmuster erforderlich sind, um eine Aktivierung dieser Rezeptoren durch freigesetztes Glutamat zu erreichen, welche Rolle die Kinetik der Rezeptoren dabei spielt, welche Bedeutung die Freisetzung und die Elimination von Glutamat haben und über welche räumliche Distanz der Botenstoff Glutamat die Rezeptoren aktivieren kann.