Molekulare Analyse der neuronalen Verschaltungen

Die komplexen Funktionen unseres Nervensystems hängen von korrekten Verschaltungen der Neurone untereinander ab. Diese entstehen vorwiegend während der embryonalen und frühen postnatalen Phase. Der sogenannte Wachstumskegels an der Spitze eines auswachsenden Axons ist eine dynamische Struktur, die die lokale Mikroumgebung mittels Filopodien und Lamellipodien kontinuierlich nach wegweisenden Molekülen absucht und das Axon über relative lange Entfernung zu seinem Zielgebiet führt, in dem synaptische Kontakte hergestellt werden. Die molekulare Analyse der axonalen Wegfindung hat in den letzten Jahren zur Identifiaktion von mehreren Proteinfamilien geführt, die für die axonale Wegfindung von Bedeutung sind. Sie wirken chemoattraktiv oder chemorepulsiv und haben kurze oder lange Reichweiten. Innerhalb dieser Grundstruktur von Repulsion und Attraktion sind verschiedene Aspekte der neuronalen Konnektivität weniger gut untersucht. Dazu gehören die subzelluläre Zielfindung, die Bildung von axonalen und dendritischen Verzweigungen, die Induktion der Synapsenbildung und die Rolle der elektrischen Aktivität bei der Modulation von neuronalen Schaltkreisen. Die Arbeitsgruppe Rathjen untersucht daher zwei Themen der neuronalen Verschaltung:
(1) die Bildung von axonalen Verzweigungen und
(2) die Verbindung zwischen elektrischer Aktivität und Proteinen, die an strukturellen Veränderungen im Gehirn beteiligt sind.