Analysis of physiological signaling mechanisms in reproductive and neuronal systems

• Analyse physiologischer Signalmechanismen in reproduktiven und neuronalen Systemen

Mundt, Nadine; Spehr, Marc (Thesis advisor); Lishko, Polina (Thesis advisor)

Aachen : RWTH Aachen University (2021, 2022)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2021

Kurzfassung

Meine Arbeit beschäftigt sich mit physiologischen Signalmechanismen in reproduktiven sowie neuronalen Geweben. Spermien werden in Samenkanälchen des Hodens produziert und sind zu diesem Zeitpunkt noch unbeweglich. Mechanismen, welche den Spermientransport regulieren, sind weitestgehend unbekannt. Meine Arbeit identifiziert extrazelluläres Adenosintriphosphat (ATP) als wichtigen parakrinen Botenstoff zur Aktivierung von kontraktilen Glattmuskelzellen, welche die Samenkanälchen umgeben. Über P2 Rezeptoren initiiert ATP einen Anstieg des intrazellulären Kalziumspiegels und konsequente koordinierte Kontraktion des Kanals. Zusätzlich postuliert meine Arbeit eine Stadien-abhängige Richtungspräferenz des luminalen Spermientransportes. Hyperaktivierte Motilität ist ein wesentlicher Prozess, welcher die erfolgreiche Fusionierung des Spermiums mit der Eizelle sichert. Mittels elektrophysiologischer Untersuchungen in humanen Spermien identifizierte ich den bisher unbekannten "Depolarizing ion channel of human sperm" (DSper) als Temperatur-aktivierten Kationenkanal TRPV4. TRPV4 ist essentiell für eine Membrandepolarisation und nachgeschaltete Signalkaskaden, welche zur hyperaktivierten Motilität in humanen Spermien führen. Im olfaktorischen System etablierte ich ein optogenetisches Stimulationsparadigma zur in vitro Simulation presynaptischer sensorischer Inputs in den Olfaktorischen Bulbus. Außerdem etablierte ich die Virus-gesteuerte ektopische Expression von vomeronasalen Rezeptoren in sensorischen Neuronen des Vomeronasalorgans (VNO). Diese Methode ermöglicht eine Rezeptor Deorphanisierung im VNO und ich konnte erste experimentelle Hinweise auf V2R27 als möglichen Darcin Rezeptor sammeln. Zusammenfassend liefert meine Arbeit wesentliche Fortschritte in unserem Wissen über reproduktive und neuronale Systeme.

Einrichtungen

• Fachgruppe Biologie [160000]
• Lehrstuhl für Chemosensorik [163310]