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Lokalisierung und Funktion von synaptischen Proteinen in der Netzhaut von Säugetieren

Altwein, Monika :
Lokalisierung und Funktion von synaptischen Proteinen in der Netzhaut von Säugetieren.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2004)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Lokalisierung und Funktion von synaptischen Proteinen in der Netzhaut von Säugetieren
Language: German
Abstract:

Im Nervensystem findet die Kommunikation zwischen Zellen an hochspezialisierten Kontaktstellen, den Synapsen statt. Die Information wird in Form von Neurotransmitter von einem Neuron auf ein anderes übertragen. Für die Freisetzung des Transmitters am präsynaptischen Neuron ist das Zusammenspiel verschiedener Proteine notwendig. Bei diesem Freisetzungemechanismus, der Exocytose, wird der neurotransmitter-gefüllte-Vesikel in die Nähe der präsynaptischen Membran gebracht, mit dieser quasi verankert und so nah herangezogen, bis er an die Membran andockt (Südhof, 1995). Der angedockte Vesikel wird auf die Fusion vorbereitet, indem er das sogenannte „priming“ durchläuft. Nur ein geprimter Vesikel kann letztlich mit der Membran fusionieren und den Neurotransmitter in den synaptischen Spalt entlassen. Die Munc13-Proteine wurden als Priming-Faktoren an den Synapsen des Gehirns beschrieben, deren Fehlen dazu führt, daß kein Transmitter mehr freigesetzt wird (Augustin et al, 1999 b; Brose et al, 2000). In der Retina gibt es verschiedene Formen von Synapsen: die tonisch freisetzende Bandsynapse und die phasisch freisetzende konventionelle Synapse. Die vorliegende Arbeit konnte zeigen, daß Munc13-Proteine heterogen an den Synapsen der Retina verteilt sind: (I) Munc13-1 ist das einzige Munc13-Protein, das präsynaptisch an den Bandsynapsen der Photorezeptoren vorkommt, (II) keines der Munc13-Proteine liegt präsynaptisch an den Bandsynapsen der Bipolarzellen vor und (III) alle Munc13-Proteine kommen an konventionellen Amakrinzell-Synapsen vor. Daraus können verschiedene Schlussfolgerungen gezogen werden: (i) Die Bandsynapsen der Photorezeptoren haben einen Munc13-1-abhängigen Freisetzungsmechanismus. (ii) die Bandsynapsen der Bipolarzellen haben wahrscheinlich einen Munc13-unabhängigen Freisetzungsmechanismus und unterscheiden sich damit grundlegend von den Bandsynapsen der Photorezeptoren. (iii) Die Lokalisation von Munc13-1 an den konventionellen Amakrinzell-Synapsen zeigt, daß Munc13-1 nicht nur mit tonisch freisetzenden, sondern auch mit phasisch freisetzenden Synapsen assoziiert ist. (iv) Die Expression von Kombinationen der Munc13-Proteine an den konventionellen Synapsen der Amakrinzellen belegt einen grundlegenden Unterschied in der Art der vesikulären Freisetzung zwischen Bandsynapsen und konventionellen Synapsen. Die Untersuchungen aller Munc13-ko Retinae zeigen, daß Munc13-1 das wichtigste der Munc13-Proteine ist und möglicherweise eine Rolle bei der Differenzierung der Stäbchen-Bipolarzellen spielt.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Communication between cells within the nervous system is taking place at highly specified contacts, the synapses. Information between neurons is being transmitted through neurotransmitters. For the release of neurotransmitter at the presynaptic neuron, a composition of variuos proteins is requested. During this release mechanism, the exocytosis, the transmitter filled vesicle is transported to the presynaptic membrane, where it gets anchored and pulled close to the membrane until it docks (Südhof, 1995). This docked vesicle will go through the priming step to be prepared for fusion. Only a primed vesicle is able to fuse with the membrane and to release neurotransmitter in the synaptic cleft. The lack of Munc13-proteins, that were described as priming-factors on the brain synapses is leading to a nearly entire stop of transmitter release at the synapses (Augustin et al 1999, Brose et al 2000). The retina has different types of synapses: the tonically releasing ribbon synapse and the phasically releasing conventional synapse. This thesis did show, that Munc13-proteins are heterogeneously distributed at retinal synapses: (I) Munc13-1 is the only Munc13-Protein expressed at photoreceptor synapses, (II) none of the Munc13-proteins is presynaptically expressed at bipolar cell ribbon synapses and (III) all Munc13-proteins are expressed at conventional amacrine cell synapses. From this results various conclusions can be drawn: (i) photoreceptor ribbon synapses have a Munc13-1 dependent release mechanism, (ii) bipolar cell ribbon synapses probably have a Munc13-1 independent release mechanism and are therefore fundamentally different to photoreceptor ribbon synapses. (iii) The location of Munc13-1 at conventional amacrine cell synapses shows, that Munc13-1 is not only associated to tonically releasing but also to phasically releasing synapses. (iv) Expression of combintations of Munc13 proteins at conventional amacrine cell synapses proves a fundamental difference in the way of vesicular release between ribbon and conventional synapses. The analysis of Munc13-ko retinae shows, that Munc13-1 is the most important of the Munc13-proteins and maybe plays a role in the differenciating rod bipolar cells.English
Uncontrolled Keywords: Munc-13, Retina, Synapse
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Munc-13, Retina, SynapseGerman
Munc-13, retina, synapseEnglish
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
Divisions: Biology
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:21
Last Modified: 07 Dec 2012 11:49
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000390
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-3908
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Layer, Prof. Dr. Paul and Himstedt, Prof. Dr. Werner
Advisors: Peichl, PD Dr. Leo
Refereed: 4 July 2003
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/390
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