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dc.contributor.advisor Zhang, Weiqi PD Dr. de
dc.contributor.author Aramuni, Gayane de
dc.date.accessioned 2012-04-16T14:47:48Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:50:48Z de
dc.date.issued 2007-07-10 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AC61-7 de
dc.description.abstract Dieses Projekt untersucht die Rolle von Neuroliginen im Atmungsnetz des Hirnstamms von NL 1-3 und NL 2 herkömmlicher Knockout Mäuse. Die Auslassung aller drei Neuroligin- Gene führt zu einem lebensgefährlichen Phänotypus, der am wahrscheinlichsten einen Atmungsausfall bedingt, wie wir in unseren Ganzkörper-Plethysmographie-Aufnahmen sahen. Während die Mäuse, die nur NL 2 ermangeln entwicklungsfähig, fruchtbar und im Verhalten unter Käfigbedingungen normal sind. Die Whole-cell Patch-clamp Untersuchung an akuten Hirnstammschnitten der neugeborenen NL 1-3 KO Mäuse, im komplizierten preBötzinger (PBC) und hypoglossalen Kern (NH) zeigte, dass ein früher postnataler Tod dieser Tiere die Konsequenz einer gehinderte synaptische Aktivität in diesen Hirnstammbereichen, welche die Atmung steuern, ist. Unsere ausführlichen Analysen der pharmakologisch lokalisierten glutamatergic und GABAeric/glycinergic synaptischen Übertragung deckten eine drastische Abnahme an der GABAeric/glycinergic Aktivität auf und verringerten die synaptische Aktivität in Neuroligin 1-3 in den unzulänglichen respiratorischen Hirnstammneuronen, die nicht an der Funktionsstörung der Spannung-abhängigen Ca-Kanälen liegt, während unsere Analysen des Ca-Stromes in PBC Neuronen zeigten, dass diese Kanäle in NL 1-3 KO Mäusen richtig arbeiten. Im Gegensatz zu einigen früheren Arbeiten an neuronalen Kulturen, in denen die Autoren fanden, dass eine Unterdrückung von Neuroliginen in der Kultur zu einer erheblichen Reduktion der exzitatorischen und hemmenden Synapsen führt und diese Änderung bedingt infolgedessen die synaptische Übertragung in diesen Neuronen. Wir beobachteten ein unverändertes Verhältnis der symmetrischen und asymetrischen Synapsenanzahl in den Mäusen, denen alle drei Neuroligine fehlten. Interessanterweise zeigten die NL 1-3 dreifach KOs ein erhöhtes E/I Verhältnis und wie bekannt, einige neurobiologische Störungen. Bei Autismus wird vermutet, dass er durch eine Erhöhung des E/I Verhältnisses verursacht wird. In Betracht der möglichen Rolle von Neuroliginen, falls sie das E/I Verhältnis vorschreiben, könnten Neuroligin-Knockout-Mäuse als nützliches Tiermodell für die Erforschung von neurologischen Krankheiten dienen. Betreffend die Tatsache, dass der Verlust von Neuroliginen eine hemmende synaptische Übertragung stärker als eine excitatorische beeinflußt, erforschten wir zunächst im Detail die Rolle von NL 2, die vorzugsweise an den hemmenden Synapsen lokalisiert ist. Wie erwartet, ähnlich den Daten, die wir von den NL 1-3 KO Mäusen erhalten haben, änderten sich weder die Anzahl der exzitatorischen noch die der hemmenden Synapsen in NL 2 KO PBC Neuronen. Elektrophysiologische Analysen deckten ein unverändertes glutamatergic und eine drastisch verringerte GABAergic/glycinergic Übertragung auf. Eine pharmakologische Trennung der GABAergic und glycineric postsynaptischen Ströme zeigte, daß beide erheblich verringert sind in mangelhaften NL 2 Mäusen. Die Auslassung von NL 2 verursachte eine stärkere Beeinträchtigung der GABAergic synaptischen Übertragung als eine glycinergic synaptische Aktivität. Zusammengenommen zeigen unsere Resultate, dass Neuroligine nicht für die Ausgangssynapsenanordnung benötigt werden, aber für die korrekte Synapseentwicklung und Gehirnfunktion wesentlich sind. Der Verlust einzelner NL 2 hindert die GABAergic/glycinergic synaptische Funktion, die trotz Anwesenheit anderer Neuroligine nicht ausgeglichen werden kann. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html de
dc.title Neuroligins Determine Synapse Maturation and Function de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Neuroligine bestimmen die Reifung und Funktion der Synapse de
dc.contributor.referee Heinrich, Ralf Prof. Dr. de
dc.date.examination 2007-05-02 de
dc.subject.dnb 570 Biowissenschaften, Biologie de
dc.description.abstracteng This project investigated the role of neuroligins in brainstem respiratory network of NL 1-3 and NL 2 conventional knockout mice. The deletion of all three neuroligin genes leaded to a lethal phenotype most likely due to respiratory failure, as we saw in our whole-body plethysmography recordings, whereas mice lacking only NL 2 are viable, fertile and behaviorally normal in the cage conditions. Whole-cell voltage-clamp studies on acute brainstem slices of newborn NL 1-3 KO mice, containing preBötzinger complex (PBC) and hypoglossal nucleus (NH), showed that early postnatal death of these animals is a consequence of impaired synaptic activity in these brainstem centers that control respiration. Our detailed analyses of pharmacologically isolated glutamatergic and GABAeric/glycinergic synaptic transmission revealed dramatic decrease in GABAeric/glycinergic activity and moderately reduced glutamatergic synaptic activity in neuroligin 1-3 deficient respiratory brainstem neurons, which is not due to dysfunction of voltage-dependent Ca2+ channels, while our analyses of Ca2+ current in PBC neurons showed that these channels are functioning properly in NL 1-3 KO mice. In contrast to some recent works performed in neuronal cultures, where authors found that suppression of neuroligins in neuronal cultures does result in a substantial reduction of excitatory and inhibitory synapse numbers, and this change consequently alters synaptic transmission in these neurons, we observed unaltered symmetric and asymmetric synapse numbers in mice lacking all three neuroligins. Interestingly, NL 1-3 triple KOs exhibit an increased E/I ratio and as known, several neurobiological disorders, such as a autism is thought to be caused by an increase in the E/I ratio, and considering the potential role of neuroligins in dictating the E/I ratio, neuroligin knockout mice could serve as a useful animal model of neurological diseases. Regarding the fact that the loss of neuroligins affected inhibitory synaptic transmission more strongly than excitatory, we next investigated in detail the role NL 2, which is preferentially localized at inhibitory synapses. As it was expected, similar to data obtained from NL 1-3 KO mice neither the excitatory nor inhibitory synapse number was changed in NL 2 KO PBC neurons. Electrophysiological analyses revealed unaltered glutamatergic and dramatically reduced GABAergic/glycinergic transmission. Pharmacological separation of the GABAergic and glycineric postsynaptic currents showed that both were significantly decreased in NL 2 deficient mice, but the deletion of NL 2 caused a stronger impairment of GABAergic synaptic transmission, than glycinergic synaptic activity. Taken together, our results indicate that neuroligins are not required for initial synapse formation, but are essential for proper synapse maturation and brain function, and the loss of single NL 2 impairs GABAergic/glycinergic synaptic function, which is not compensated in the presence of other members of neuroligin family. de
dc.contributor.coReferee Hörner, Michael Prof. Dr. de
dc.subject.topic Mathematics and Computer Science de
dc.subject.ger Neuroligine de
dc.subject.ger Synapse de
dc.subject.ger transmission de
dc.subject.ger Cell adhesion de
dc.subject.ger Hirnstamm de
dc.subject.eng neuroligins de
dc.subject.eng synapse de
dc.subject.eng transmission de
dc.subject.eng cell adhesion de
dc.subject.eng brainstem de
dc.subject.bk 42.17 de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1506-9 de
dc.identifier.purl webdoc-1506 de
dc.affiliation.institute Biologische Fakultät inkl. Psychologie de
dc.subject.gokfull WH de
dc.identifier.ppn 584435037 de

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