Generierung und Charakterisierung einer knock-in Maus, die BDNF-YFP unter Kontrolle der endogenen regulatorischen Elemente des BDNF-Gens exprimiert

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BDNF (brain-derived neurotrophic factor) ist ein sekretiertes Peptid aus der Familie der Neurotrophine. Neben Wachstumsfunktionen während der neuronalen Entwicklung erfüllt BDNF wichtige Funktionen als interzellulärer Botenstoff bei der synaptischen Plastizität. Um diese Funktionen besser zu verstehen, ist es von zentraler Bedeutung, die subzellulär unterschiedlich regulierte Proteinexpression von BDNF, den Transport des Proteins entlang von Axonen und Dendriten und die lokale Sekretion des Faktors in situ und in vivo sichtbar zu machen. Zu diesem Zweck wird in dem vorliegenden Projekt die Generierung von zwei Mausmutanten angestrebt, die funktionelles BDNF-YFP (yellow fluorescent protein) exprimieren: (1.) BDNF-YFP wird über knock-in-Technologie in den BDNF-Genlokus eingefügt, wodurch die Expression des fluoreszenzmarkierten BDNF durch die endogenen Kontrollelemente in physiologischer Weise reguliert wird. (2.) BDNF-YFP wird mittels des neuronenspezifischen Promoters des CaMKIIα-Gens exprimiert. Diese beiden Ansätze werden es erstmalig erlauben, die BDNF-Synthese und -Ausschüttung unter physiologischen Expressionsbedingungen (bzw. bei nur leicht gesteigerter Expression) mit Hilfe hochauflösender Fluoreszenz- Mikroskopie zu verfolgen und mit synaptischen Plastizitätsvorgängen zu korrelieren. Die Mausmodelle sollen dann mit Mauslinien gekreuzt werden, die humane Pathophysiologien modellieren (z.B. Morbus Alzheimer, Morbus Huntington). In den resultierenden doppelt-transgenen Mäusen können dann krankheitsrelevante Veränderungen des BDNF-Stoffwechsels live analysiert werden.