Die ERC-finanzierte Forschungsgruppe Synaptische Proteostase untersucht, wie Neuronen den Proteinumsatz regulieren, um die synaptische Funktion zu unterstützen. Synapsen, die wichtigsten Knotenpunkte der neuronalen Kommunikation, sind für die Bildung und Aufrechterhaltung des Gedächtnisses von entscheidender Bedeutung. Die dynamischen, zeitlich geregelten Veränderungen in der Proteinzusammensetzung der synaptischen Kontakte gewährleisten sowohl die langfristige Speicherung bestehender Erinnerungen als auch die Anpassungsfähigkeit, die für die Bildung neuer Erinnerungen erforderlich ist. Ein einzelnes Neuron kann bis zu 17.000 synaptische Verbindungen unterhalten, die jeweils durch unterschiedliche Aktivitätsmuster gekennzeichnet sind.

Angesichts der komplizierten Zytoarchitektur von Neuronen - mit Dendriten und Axonen, die sich Hunderte von Mikrometern vom Zellkörper, dem Hauptort der Proteinsynthese und des Proteinabbaus, erstrecken - stellt sich die Frage: Wie steuern Neuronen effizient die Zu- und Abfuhr von Proteinen, um die synaptische Funktion aufrechtzuerhalten?

Interessanterweise haben jüngste Entdeckungen gezeigt, dass Lysosomen, die wichtigsten Abbauorganellen, an synaptischen Stellen vorhanden sind, im Gegensatz zu der vorherrschenden Hypothese, dass sie auf den Zellkörper beschränkt sind. Darüber hinaus haben wir eine spezialisierte Untergruppe von dendritischen Lysosomen identifiziert, die mit der Plasmamembran verschmelzen, ihren Inhalt in den extrazellulären Raum freisetzen und strukturelle Veränderungen in der Dornsynapse hervorrufen.

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