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The inside of a cell is organized into separate compartments, or organelles, that fulfil specific functions. The nucleus for instance, houses our genetic material while mitochondria create the energy needed to fuel cellular processes. The endoplasmic reticulum (or ER) is the largest organelle inside our cells and serves many roles, from the production and transport of proteins and lipids, to the storage of calcium. While malfunctioning of the ER is linked to the development of neurodegenerative disorders we know very little about how this huge organelle supports the unique function of the cells in our nervous system.
Nerve cells are responsible for our ability to remember and to coordinate all of the necessary functions of life. Nerve cells have some very unique features, for instance, they are very large, as their main task is to transmit impulses over extremely long distances. This important task of signal transmission is also reflected in the nerve cell’s asymmetry, with processes called dendrites that receive impulses from other nerve cells and one thin, very long process called the axon that transmits the signal to other cells. To grow and maintain these large, functionally diverse structures, nerve cells depend on proper sorting and transport of proteins, lipids and a correct distribution of other cellular elements, processes in which the ER could play a vital role. In addition, the transmission of nerve impulses heavily relies on changes in calcium concentrations, pointing to an additional role the ER could have in these cells.
The team will use innovative imaging techniques that allow the visualization of ER resident proteins, ER dynamics and ER processes such as calcium storage inside the nerve cell. The awarded project synERgy will help scientists to establish the role of the ER in nerve cells to ultimately understand how defects in ER function contribute to neurodegeneration.
About the ERC Grants: The funding program of the European Research Council (ERC) is one of the most prestigious in Europe. Starting Grants support excellent researchers beginning with their own independent research team or programme and are endowed with up to 1.5 million euros over five years.
Das Innere einer Zelle ist in voneinander getrennte Abschnitte, die Organellen unterteilt, die alle bestimmte Aufgaben zu erfüllen haben. Der Zellkern beherbergt zum Beispiel unser genetisches Material, während die Mitochondrien die für Zellprozesse benötigte Energie erzeugen. Das Endoplasmatische Retikulum (oder ER) ist das größte Zellorganell und erfüllt zahlreiche Aufgaben. So spielt es eine zentrale Rolle bei der Synthese und dem Transport von Proteinen und Lipiden sowie bei der Speicherung von Kalzium.
Obwohl eine Fehlfunktion des ER mit der Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen in Verbindung gebracht wird, wissen wir nur sehr wenig darüber, wie dieses riesige Organell die einzigartige Funktion der Zellen unseres Nervensystems unterstützt.
Nervenzellen sind verantwortlich für unsere Fähigkeit, uns zu erinnern und alle notwendigen Lebensfunktionen zu koordinieren. Und sie haben ganz besondere Eigenschaften. Sie sind z.B. sehr groß, denn ihre Hauptaufgabe ist die Übertragung von Impulsen über extrem lange Strecken. Diese wichtige Aufgabe der Signalübertragung spiegelt sich auch in der Asymmetrie der Nervenzellen wider: Sie haben Dendriten genannte Fäden, die Impulse von anderen Nervenzellen empfangen, und einen dünnen, sehr langen Faden, das Axon, welches das Signal an andere Zellen weiterleitet. Um diese großen, funktionell sehr unterschiedlichen Strukturen wachsen zu lassen und zu erhalten, sind Nervenzellen auf die richtige Sortierung von Proteinen, Lipiden und eine korrekte Verteilung anderer zellulärer Elemente angewiesen - alles Prozesse, bei denen das ER wahrscheinlich eine entscheidende Rolle spielt. Darüber hinaus hängt die Übertragung von Nervenimpulsen in hohem Maße von Veränderungen der Kalziumkonzentration ab, was wiederum darauf hindeutet, dass das ER in diesen Zellen eine zusätzliche Rolle spielen könnte.
Das Team um Marijn Kuijpers wird innovative bildgebende Verfahren einsetzen, welche die Visualisierung von ER-ansässigen Proteinen, ER-Dynamik und ER-Prozessen, wie der Kalziumspeicherung, innerhalb der Nervenzelle ermöglichen. Im geförderten Projekt „synERgy“ erforschen die Wissenschaftler:innen, die Rolle des ER in Nervenzellen, um letztlich zu verstehen, wie Defekte in der Funktion des ER zur Neurodegeneration beitragen.
Über die ERC-Grants: Das Förderprogramm des Europäischen Forschungsrats (ERC) ist eines der renommiertesten in Europa. Starting Grants unterstützen exzellente Forscher:innen, die mit einem eigenen unabhängigen Team oder Programm beginnen. Die Grants sind mit bis zu 1,5 Millionen Euro über fünf Jahre dotiert.