title: Experience dependent trafficking of the CREB regulated transcription co-activator 1 (CRTC1)
Creators: name: Neumayr, Christoph
Publisher: name: :none
Year: 2014

description: Das Gehirn ist ein äusserst plastisches und modifizierbares Organ. Es erlaubt Individuen mit ihrem Umfeld zu interagieren und ermöglicht ein schnelles Reagieren sowie Adaptieren auf neue Situationen. Subjektiv bedeutungsvolle Erlebnisse werden rasch verarbeitet sowie etabliert was weiters zu einer Festigung im Gedächtnis führt. Individuen sind durch diese Speicherung in der Lage gegenwärtige wie zukünftige Situationen zu überdenken und entstehende Folgen sowie womögliche Gefahren vorher zu sehen. Der auditorische Kortex stellt ein gutes Modell dar um neuronale Aktivitäten sowie die dadurch generierte Gedächtnisformierung, ausgelöst durch externe Reize, experimentell zu untersuchen. Eine wesentliche Frage in der Neurobiologie ist, die zellulären Prozesse zu identifizieren, die einer Gedächtnisformierung zugrunde liegen. Kürzlich erschienenen Studien zeigten die Beteiligung des Transkriptionsfaktors CREB-regulated transcription coactivator-1 (CRTC1, auch bekannt als TORC1 ) an der Gedächtnisformierung durch die koinzidente Wahrnehmung zweier wichtiger Signalstoffe: cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP) und Calcium (Ca2+). CRTC1 wandert in Folge durch die intrazelluläre Erhöhung dieser beiden Botenstoffe von einer Synapse in den Zellkern eines Neurons ein und aktiviert dort, über die Bindung an das cyclic AMP responsible element 1 (CREB1), Gene die bekanntermassen zur Gedächtnisformation beitragen. Ein Grossteil der vorhandenen publizierten Literatur sind Arbeiten welche sich auf Beobachtungen in der Zellkultur stützen. Die in-vivo Situation von CRTC1 hingegen ist relativ unerforscht. Es konnte bis jetzt nur gezeigt werden, dass eine Überexpression im Gyrus dendatus zu einer Gedächtnissteigerung führen kann. Das Ziel meiner Studie ist es daher mittels natürlicher Verhaltensprotokolle, welche eine Gedächtnisformierung induzieren können, die Regulation des subzellulären Transports von CRTC1 im auditorischen Kortex zu untersuchen. Um CRTC1 in-vivo im auditorischen Kortex nachweisen zu können, habe ich eine immunohistochemische Methode für meine Masterarbeit etabliert. Ich konnte damit nachweisen, dass CRTC1 in Neuronen im auditorischen Kortex vorhanden ist und speziell in exzitatorischen Neuronen eingehende Signale in den Zellkern weiterleitet. Des weiteren analysierte ich im Gewebe des auditorischen Kortex die Lokalisierung von CRTC1 durch den Vergleich dreier Gruppen von Mäusen die unterschiedliche oder kein Gedächtnisformierungsprotokoll durchliefen. Meine Forschungsergebnisse sind die Folgenden: Mäuse welche eine Assoziation eines Tones mit einem elektrischen Schock herstellten und dadurch ein Gedächtnis formten, hatten sowie naive Mäuse ein signifikant vermehrtes Vorhandensein von CRTC1 im Zellkern im auditorischen Kortex Schicht 2/3 verglichen mit Mäusen welche keine Assoziation zwischen Ton und Schock herstellen. Des weiteren hatten Mäuse die eine Assoziation generierten sowie naive Mäuse eine signifikant vermehrtes Vorhandensein von CRTC1 im Zellkern im auditorischen Kortex Schicht 5/6 verglichen mit Mäusen welche keine Gedächtnisformierung herstellen konnten. Trotz dieses signifikanten Trends war eine substantielle Variablilität in der CRTC1 Lokalisation in Präperaten von der gleichen Behandlungsgruppe zu beobachten. Dies deutet darauf hin, dass Verhaltenserfahrungen ein Faktor neben weiteren Faktoren sein kann, die die CRTC1 Lokalisation kontrollieren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in dieser Arbeit erstmals Hinweise auf eine subzelluläre Translokation von CRTC1 in Neuronen infolge spezifischer Verhaltensprotokolle gewonnen werden konnten. Die Tatsache, dass bestimmte Transkriptionsfaktoren zufolge bestimmter Verhaltensparadigmen in den Zellkern translozieren ist interessant vor dem Hintergrund, dass diese Paradigmen mit spezifisch globalen Expressionsmustern im auditorischen Kortex korreliert sind.