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Synaptische Plastizität ist eine zentrale Grundlage für Lernen, Gedächtnis und kognitive Funktionen. Störungen synaptischer Prozesse zählen zu den frühesten Ereignissen bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer- und Parkinson-Krankheit. Während bislang vor allem protein-kodierende Gene untersucht wurden, rücken zunehmend nicht-kodierende RNAs (ncRNAs) als wichtige Regulatoren synaptischer Funktionen in den Fokus.

In den vergangenen Förderperioden haben wir das synaptische RNA-Repertoire (RNAome) im Gehirn systematisch charakterisiert und gezeigt, dass neben mRNAs auch zahlreiche kleine nicht-kodierende RNAs an Synapsen lokalisiert sind. Unsere Arbeiten identifizierten dabei mehrere microRNAs sowie kleine nukleoläre RNAs (snoRNAs), die potenziell synaptische Prozesse regulieren und bei neurodegenerativen Erkrankungen verändert sind.

In der neuen Förderperiode konzentriert sich das Projekt auf zwei zentrale RNA-Klassen:
(1) Synaptisch lokalisierte microRNAs, insbesondere miR-370-3p, die neuronale Aktivität, synaptische Struktur und lokale Proteinsynthese regulieren können und in Alzheimer-Erkrankung verändert sind.
(2) Synaptische snoRNAs, insbesondere SNORD115 und SNORD116, die möglicherweise die Organisation präsynaptischer Strukturen über RNA-abhängige Protein-Kondensate beeinflussen.

Durch die Kombination moderner molekularbiologischer Methoden, hochauflösender Bildgebung und funktioneller Analysen neuronaler Netzwerke wollen wir untersuchen, wie diese RNAs synaptische Plastizität steuern und zur Pathologie neurodegenerativer Erkrankungen beitragen.

Das Projekt wird damit grundlegende Mechanismen der RNA-basierten Regulation synaptischer Funktionen aufklären und potenziell neue Ansatzpunkte für therapeutische Strategien gegen neurodegenerative Erkrankungen identifizieren.