AG Knöll

Mechanismen der Genregulation in gesunden und verletzten Nervenzellen

Nervenzellen reagieren auf verschiedene Weise auf Umweltreize und Verletzungen. Eine Reaktion ist eine veränderte Genregulation, d.h. bestimmte Gene werden im Zellkern von Nervenzellen an- oder ausgeschaltet. In unserer Arbeitsgruppe untersuchen wir solche Prozesse der neuronalen Genregulation in gesunden und verletzten Nervenzellen (Neuronen). In gesunden Neuronen untersuchen wir fundamentale Prozesse der Gehirnentwicklung. Hierzu gehört das Nervenfaserwachstum und weitere morphologische Veränderungen an der Nervenspitze, dem sogenannten Wachstumskegel. Dabei spielt vor allem eine Interaktion der Genregulation mit dem neuronalen Zellgerüst (Zytoskelett), besonders Aktin-Filamente, eine wichtige Rolle. In verletzten Nervenzellen beobachten wir, welche Gene aktiviert werden, wenn ein Nerv mechanisch durchtrennt wird. Solche mechanischen Nerven-Verletzungen findet man z.B. bei Patienten mit Querschnittslähmung im Rückenmark oder Schädel-Hirn-Trauma. Neben physikalischen Verletzungen von Nervenzellen interessiert unsere Arbeitsgruppe, wie Nervenzellen auf gesteigerte neuronale Aktivierung in psychischen Stresssituationen und während eines epileptischen Anfalls reagieren.

Im Zentrum unserer Forschung stehen dabei zwei Genregulatoren, sogenannte Transkriptionsfaktoren. Der Serum Response Faktor (SRF) reagiert auf gesteigerte Aktivierung von Nervenzellen und schaltet Gene der IEG (Immediate Early Gene) Klasse an, die sehr schnell nach einem Reiz induziert werden. ATF3 reagiert auf mechanische Nervenverletzung und ist an der Genregulation von Regenerations-assoziierten Genen (RAGs) beteiligt.

Mit unserer Forschung erhoffen wir uns grundlegende Mechanismen des Nervenfaserwachstums während der Gehirnentwicklung zu verstehen. Gleichzeitig sollen diese Erkenntnisse auf das adulte verletzte Gehirn übertragen werden. Hier wollen wir therapeutische Ansätze vorschlagen und entwickeln, die Reparatur- und Regenerationsprozesse verletzter neuronaler Schaltkreise stimulieren.


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