Neuronale Entwicklung und Krankheitsmechanismen

Am Zebrafisch untersuchen wir die Rolle von Risikogenen für psychiatrische Erkrankungen. Der besondere Fokus liegt dabei auf deren Relevanz in der Embryonalentwicklung. Nach experimentellen Manipulationen an den Genen dieses Modellorganimus während der Embryonalentwicklung werden deren Auswirkungen auf molekularer, struktureller und Verhaltensebene beobachtet.

Hintergrund

Erhebliche Fortschritte wurden bei der Identifizierung von Risikogenen für entwicklungspsychiatrische Störungen wie Autismus und ADHS erzielt. Allerdings sind die physiologischen Funktionen der meisten Risikogene und ihre Rolle in den Krankheitsmechanismen für die überwiegende Zahl der psychiatrischen Störungen immer noch nicht geklärt.

Relevanz von Risikogenen

Unsere Forschungsgruppe beschäftigt sich deshalb mit grundlegenden Fragen zur Funktion von Risikogenen während der Gehirnentwicklung. Wir untersuchen ihre Ausprägungen in Bezug auf bestimmte Arten von Neuronen, ihre Rolle in biologischen Netzwerken mit Relevanz für die Gehirnentwicklung und schließlich, wie sich Risikogene auf Struktur und Funktion des Gehirns und Verhalten auswirken.

Vorgehensweise

Für diese Forschung eignet sich der Zebrafisch besonders gut, da er eine ähnliche Embryonalentwicklung wie höhere Wirbeltiere durchläuft und deshalb zur Beantwortung dieser Fragen ein ideales Modellsystem darstellt. Mit zahlreichen Methoden manipulieren wir dabei die Genaktivität und visualisieren Neurone sowie Gehirnstrukturen. Die Transparenz und vergleichsweise geringe Größe des sich entwickelnden Zebrafischgehirns erlaubt die lichtmikroskopische Darstellung eines intakten Gehirns.

Auswirkungen auf das Verhalten

Darüber hinaus werden Verfahren zur Beobachtung und Quantifizierung von Verhaltensweisen wie Bewegungsaktivität, Tag-Nachtaktivität, soziale Interaktion sowie Annäherung und Vermeidung etabliert. Dabei erforschen wir die Rolle von Risikogenen bei psychiatrischen Störungen der neurologischen Entwicklung auf molekularer, struktureller und Verhaltensebene. Zur Anwendung kommen Verfahrenskombinationen aus der Molekularbiologie, Pharmakologie, Bildgebung sowie Verhaltenstests.

Forschungsteam

Leitung:
PD Christina Lillesaar PhD

Team:
Dr. rer. nat. Carsten Drepper
Kim Koch
Teresa Lüffe
Sandhya Mani
Rishi Sayanthakumar

Ausgewählte Publikationen

Lillesaar C, Stigloher C, Tannhäuser B, Wullimann M F, Bally-Cuif L
Axonal projections originating from raphe serotonergic neurons in the developing and adult zebrafish, Danio rerio, using transgenics to visualize raphe-specific pet1 expression.
The Journal of Comparative Neurology, 2009 Jan; 512:158-182

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Lillesaar C
The serotonergic system in fish
Journal of Chemical Neuroanatomy, 2011 Jul, 41: 294-308

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Bosco A, Bureau C, Affaticati P, Gaspar P, Bally-Cuif L, Lillesaar C
Development of hypothalamic serotoninergic neurons requires Fgf signalling via the ETS-domain transcription factor Etv5b
Development, 2013, 140:372-484

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Reuter I, Knaup S, Romanos M, Lesch K-P, Drepper C, Lillesaar C
Developmental exposure to acetaminophen does not induce hyperactivity in zebrafish larvae.
Journal of Neural Transmission, 2016 April; 123:841-848.
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Lechermeier C G, Zimmer F, Lüffe T, Lesch K-P, Romanos M, Lillesaar C, Drepper CTranscript Analysis of Zebrafish GLUT3 Genes, slc2a3a and slc2a3b, Define Overlapping as Well as Distinct Expression Domains in the Zebrafish (Danio rerio) Central Nervous System
Frontiers in Molecular Neuroscience, 2019 Aug; 12:199

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Dr.
Christina Lillesaar

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