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A21 - Der Einfluss des Cerebellums auf die Furchtextinktion

Melanie Mark

Die Fahigkeit des Gehirns eine Situation mit einer Emotion zu verbinden und in Zukunft ahnliche Situationen anhand der alten Erfahrung zu bewerten, ist ein wichtiger Mechanismus, um das Uberleben zu sichern. Dem Cerebellum wurde in der Vergangenheit in diesem Forschungsfeld nur wenig Beachtung geschenkt. Ziel dieses Projektes ist es daher, die Beteiligung des Cerebellums und seine intrinsischen Mechanismen, welche zur Angstkonditionierung und Extinktion beitragen zu untersuchen. Diese sollen in Wildtypmausen und Mausmodellen fur Episodische Ataxie Typ 2 (EA2) und Spinocerebellare Ataxie Typ 6 (SCA6) untersucht werden. Diese krankheitsbedingten Defizite auf optogenetischem, chemogenetischem oder pharmakologischem Wege zu beheben, mochten wir uns als Ziel fur die nachste Forderperiode setzen.

Leitfragen des Projekts A21:

  • Welche Regionen und Zelltypen des Kleinhirns sind während der verschiedenen Phasen der Furchtauslöschung aktiv?
  •  Können wir die Furchtlöschung von der Kleinhirnrinde oder den tiefen Kleinhirnkernen aus mit Hilfe der Optogenetik steuern (d.h. verzögern oder beschleunigen)?
  •  Wie ist das Kleinhirn an Vorhersagefehlern während der Furchtauslöschung beteiligt?
  • Zeigen unsere degenerativen Kleinhirn-Mausmodelle für EA2 und SCA6 Defizite bei der Furchtkonditionierung, dem Abruf oder der Extinktion? Können wir diese Defizite in EA2- und SCA6-Mäusen mit optogenetischen Strategien beheben?

Melanie Mark

Projektleiterin A21

Ruhr-Universität Bochum

Johanna Pakusch

Doktorandin A21

Ruhr-Universität Bochum

10 projektrelevante Publikationen

Bohne P, Schwarz MK, Herlitze S, Mark MD (2019) A New Projection From the Deep Cerebellar Nuclei to the Hippocampus via the Ventrolateral and Laterodorsal Thalamus in Mice. Front Neural Circuits. 13: 51.

Eickelbeck D, Karapinar R, Jack A, Suess ST, Barzan R, Azimi Z, Surdin T, Grömmke M, Mark MD, Gerwert K, Jancke D, Wahle P, Spoida K, Herlitze S (2019) CaMello-XR enables visualization and optogenetic control of Gq/11 signals and receptor trafficking in GPCR-specific domains. Commun Biol. 2: 60.

Fekete A, Nakamura Y, Yang Y-M, Herlitze S, Mark MD, DiGregorio DA, Wang L-Y (2019) Underpinning heterogeneity in synaptic transmission by presynaptic ensembles of distinct morphological modules. Nat Commun. 10(1): 826.

Gutierrez DV, Mark MD, Masseck O, Maejima T, Kuckelsberg D, Hyde RA, Krause M, Kruse W, Herlitze S (2011) Optogenetic Control of Motor Coordination by Gi/o Protein-coupled Vertebrate Rhodopsin in Cerebellar Purkinje Cells. J Biol Chem. 286(29): 25848–25858.

Kruse W, Krause M, Aarse J, Mark MD, Manahan-Vaughan D, Herlitze S (2014) Optogenetic modulation and multielectrode analysis of cerebellar networks in vivo. PLoS One. 9(8): e105589.

Maejima T, Wollenweber P, Teusner LUC, Noebels JL, Herlitze S, Mark MD (2013) Postnatal loss of P/Q-type channels confined to rhombic-lip-derived neurons alters synaptic transmission at the parallel fiber to purkinje cell synapse and replicates genomic Cacna1a mutation phenotype of ataxia and seizures in mice. J Neurosci. 33(12): 5162–5174.

Mark MD, Krause M, Boele H-J, Kruse W, Pollok S, Kuner T, Dalkara D, Koekkoek S, Zeeuw CI de, Herlitze S (2015) Spinocerebellar Ataxia Type 6 Protein Aggregates Cause Deficits in Motor Learning and Cerebellar Plasticity. J Neurosci. 35(23): 8882–8895.

Mark MD, Maejima T, Kuckelsberg D, Yoo JW, Hyde RA, Shah V, Gutierrez D, Moreno RL, Kruse W, Noebels JL, Herlitze S (2011) Delayed Postnatal Loss of P/Q-Type Calcium Channels Recapitulates the Absence Epilepsy, Dyskinesia, and Ataxia Phenotypes of Genomic Cacna1A Mutations. J Neurosci. 31(11): 4311–4326.

Mark MD, Wollenweber P, Gesk A, Kösters K, Batzke K, Janoschka C, Maejima T, Han J, Deneris ES, Herlitze S (2019) RGS2 drives male aggression in mice via the serotonergic system. Commun Biol. 2(1): 1–17.

Spoida K, Eickelbeck D, Karapinar R, Eckhardt T, Mark MD, Jancke D, Ehinger BV, König P, Dalkara D, Herlitze S, Masseck OA (2016) Melanopsin Variants as Intrinsic Optogenetic On and Off Switches for Transient versus Sustained Activation of G Protein Pathways. Curr Biol. 26(9): 1206–1212.