Funktionelle Charakterisierung von Taubheitsgenen

Eine korrekte Entwicklung und Funktion auditorischer Strukturen ist eine Grundvoraussetzung für die Verarbeitung von Schallinformationen. In diesem Zusammenhang charakterisieren wir Gene, die eine zentrale Rolle während der Entwicklung, Reifung und Aufrechterhaltung des Innenohrs und des auditorischen Hirnstamms spielen.

Durch die Untersuchung verschiedener transgener Mauslinien auf anatomischer, molekularer und physiologischer Ebene, konnten wir bereits eine wichtige Funktion von microRNA 96 und des microRNA prozessierenden Enzyms Dicer, der beiden L-Typ-Calcium Kanäle Ca_v1.2 und Ca_v1.3 sowie des gamma-Crystallins N in auditorischen Hirnstammstrukturen aufzeigen.

Weitere Projekte im Bereich dieses Forschungsschwerpunktes beschäftigen sich mit der aktivitätsabhängigen Entwicklung inhibitorischer Synapsen und epigenetischen Veränderungen im auditorischen Hirnstamm tauber Mäuse sowie mit der Charakterisierung von Synapto- und Neuropathien des auditorischen Nervs, die mit verschiedenen Formen von Taubheit assoziiert sind.

Ansprechpartnerinnen: Dr. Maike Claußen

Evolution des Hörsystem

Drei Gehörknöchelchen im Mittelohr sind ein Kennzeichen von Säugetieren und ihre Entstehung aus den Knorpeln von Kiemenbögen ist ein Lehrbuchbeispiel evolutionärer Prozesse. Darüber hinaus weisen Säugetiere weitere spezifische Merkmale wie einen hochfrequenten Hörbereich, ein extrem positives endocochleäres Potential und eine große Zahl an auditorischen Strukturen im Hirnstamm auf. Interessanterweise ist zudem das Mittelohr bei Vertebraten mehrmals unabhängig voneinander entstanden. Insgesamt bietet das Hörsystem hervorragende Voraussetzungen, grundlegende Aspekte der Evolution zu studieren. Durch vergleichende Untersuchungen verschiedener Vertebraten wie z.B. Fröschen, Vögeln und Säugetieren versuchen wir die molekularen Grundlagen, die den evolutionären Prozessen zugrunde liegen, zu identifizieren. Expressionsanalysen im Innenohr von Hühnern und Mäusen zeigten z.B. molekulare Unterschiede im sekretorischen Epithel auf, welches das endocochleäre Potential generiert. Weitere Untersuchungen fokussieren auf Unterschiede in genregulatorischen Netzwerken, die den jeweiligen auditorischen Strukturen zugrunde liegen.

Ansprechpartnerinnen: Dr. Maike Claußen

Funktionelle, biochemische und molekulare Analyse von Kation-Chlorid Cotransportern

Kation-Chlorid Cotransporter spielen eine wichtige Rolle beim transepithelialen Transport von Salzen, der Osmoregulation und synaptischer Inhibition. Fehlfunktionen sind mit verschiedenen neurologischen Erkrankungen wie Taubheit, epileptischen Anfällen, Traumata oder chronischem Schmerzen assoziiert. Uns interessieren die molekularen und zellbiologischen Regulations-mechanismen von Kation-Chlorid Cotransportern, welche z.B. die entwicklungsabhängige Aktivierung des Familienmitglieds KCC2 im Nervensystem steuern. Im Laufe der postnatalen Reifung des Nervensystems kommt es zu einer Umkehrung der Wirkung der inhibitorischen Neurotransmitter GABA und Glyzin. Bei inaktivem KCC2 lösen GABA und Glyzin eine Depolarisation aus, bei aktivem KCC2 eine Hyperpolarisierung. Um die posttranslationalen Regulationsmechanismen besser zu verstehen, untersuchen wir mit Hilfe von zielgerichteter Mutagenese, Zellkultur und Aktivitätsmessungen den regulatorischen Einfluss von Phosphorylierung auf KCC2. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Charakterisierung des Transportmechanismus von KCC2. Hierzu werden evolutionär basierte Struktur- und Funktionsanalysen verwendet.

Kontaktpersonen: PD Dr. Anna-Maria Hartmann