AG GLOMB
In vivo-Dynamiken des neuronalen Zytoskeletts
Neuronen beinhalten ein komplexes und hochspezialisiertes Zytoskelett um zeitlebens zu funktionieren. Das Zytoskelett schützt das Neuron vor extrinsischen Verformungen, die durch Körperbewegungen verursacht werden, es organisiert Membran-, Signalproteine und Ionenkanäle sowie Organellen und gewährleistet deren Transport. Mutationen der Kernkomponenten des Zytoskeletts führen zu neurodegenerativen Erkrankungen und stehen in Zusammenhang mit motorischen und geistigen Einschränkungen im Menschen. Es ist daher essenziell zu verstehen, wie das neuronale Zytoskelett gebildet wird, wie es reguliert wird und welche Funktionen es besitzt. Wir kombinieren Lebendzellmikroskopie in Neuronen des Nematoden mit räumlich und zeitlich kontrollierbaren Fluoreszenzmarkierungsverfahren, sowie genetischen und biochemischen Methoden, um zu verstehen, wie sich das neuronale Zytoskelett organisiert. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Zytoskelettstruktur des membran-assoziierten periodischen Skeletts.
Ansprechpartner
Dr. rer. nat. Oliver Glomb
Arbeitsgruppenleiter
Zentrale Methoden der Arbeitsgruppe
Caenorhabditis Elegans, zeitlich kontrollierte Markierung, Super Resolution-Mikroskopie, Genom-Editing, Genetik, Biochemie
Zukünftige Ausrichtung der Arbeitsgruppe
Wie werden zytoskelettale Proteine an das Axon transportiert?
Das hohe Vorkommen zytoskelettaler Proteine im gesamten Axon verhindert die Verwendung konventioneller Fluoreszenzmarkierungsmethoden zur Untersuchung ihres Transportes und wurde daher bisher nur wenig untersucht. Wir haben daher ein Markierungsverfahren entwickelt, um speziell neu synthetisierte Proteine zu markieren und können somit ihren Transport in das dunkle Axon verfolgen. Hiermit haben wir den Transport des zytoskelettalen Proteins Spektrin untersucht und erste Komponenten dieses Transportkomplexes identifiziert. Um den Transportmechanismus zytoskelettaler Proteine besser zu verstehen, möchten wir die molekulare Zusammensetzung des Transportkomplexes von Spektrin näher untersuchen und unsere Markierungsmethode auf andere zytoskelettale Proteine ausweiten. Näheres dazu in unserer kürzlich erschienenen Publikation: DOI: 10.1016/j.devcel.2023.08.031.
Wie expandiert das neuronale Zytoskelett während des axonalen Wachstums?
Wir haben kürzlich den Einbau neuer Spektrine in das axonale Zytoskelett untersucht und hierbei definierte Einbaustellen identifiziert. Um herauszufinden, wie der Ausbau des Zytoskeletts mit dem Wachstum des Neurits zusammenhängt, möchten wir die molekulare Zusammensetzung dieser Einbaustellen charakterisieren. Näheres dazu in unserer kürzlich erschienenen Publikation: DOI: 10.1101/2022.05.09.491207.
Wie werden zytoskelettale Proteine ausgetauscht?
Der proteolytische Abbau von Spektrin kann zur Neurodegeneration führen und muss daher streng kontrolliert werden. Wie Spektrine physiologisch abgebaut werden, wurde bisher kaum untersucht. Unsere Markierungsmethode ermöglicht es uns, den Turnover des Spektrin-Zytoskeletts unter physiologischen Bedingungen zu untersuchen.
