AG Molekulare und zelluläre Neurowissenschaften

Forschungsschwerpunkte

Die Forschungsgruppe Molekulare und zelluläre Neurowissenschaften unter der Leitung von Dr. rer. nat. Min Kye konzentriert sich auf die Charakterisierung neuronaler Proteinhomöostase-Mechanismen in gesunden und pathologischen Zuständen. Die Proteinhomöostase in Nervenzellen, insbesondere an den Synapsen, wird durch verschiedene Mechanismen wie microRNAs, neurotrophe Faktoren, den mTOR-Signalweg, das Proteasom-System und Autophagie streng reguliert. Wichtig ist, dass die Aufrechterhaltung der Proteinhomöostase in Nervenzellen für die ordnungsgemäße Funktion und das Wachstum von entscheidender Bedeutung ist. Darüber hinaus wird bei den meisten neurologischen Krankheitszuständen wie Alzheimer und Parkinson eine gestörte Proteinhomöostase beobachtet.

Momentan untersuchen wir in meinem Labor die Rolle von Proteinhomöostase-Mechanismen bei genetischen neurodegenerativen Erkrankungen wie der Spinalen Muskelatrophie. Wir fanden verschiedene Mechanismen, die die Proteinhomöostase in Nervenzellen regulieren, einschließlich Mitochondrien, Peroxisomen und reaktive Sauerstoffspezies. Sie regulieren die neuronale Proteinsynthese und ihre Fehlregulationen tragen zur Neurodegeneration bei. Da es mein Ziel ist, Pathomechanismen neurodegenerativer Erkrankungen zu verstehen und einen Therapieansatz zu entwickeln, verwenden wir primäre Nervenzellen aus Mausmodellen sowie von Patienten abgeleitete induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) als Modellsystem.

Fördermittel

  • German Research Foundation, General Grant (DFG)
  • SMA Europe, Research Grant 
  • Cologne Fortune
     
Ausgewählte Publikationen

Rehorst WA, Thelen MP, Nolte H, Türk C, Cirak S, Peterson JM, Wong GW, Wirth B, Krüger M, Winter D, Kye MJ
Muscle regulates mTOR dependent axonal local translation in motor neurons via CTRP3 secretion: implications for a neuromuscular disorder, spinal muscular atrophy.
Acta Neuropathol Commun. 2019 Oct 15;7(1):154
PubMed PMID: 31615574

Janzen E, Mendoza-Ferreira N, Hosseinibarkooie S, Schneider S, Hupperich K, Tschanz T, Grysko V, Riessland M, Hammerschmidt M, Rigo F, Bennett CF, Kye MJ, Torres-Benito L, Wirth B.
CHP1 reduction ameliorates spinal muscular atrophy pathology by restoring calcineurin activity and endocytosis.
Brain. 2018 Jun 28. doi: 10.1093/brain/awy167. [Epub ahead of print]
PubMed PMID: 29961886

Gonçalves IDCG, Brecht J, Thelen MP, Rehorst WA, Peters M, Lee HJ, Motameny S, Torres-Benito L, Ebrahimi-Fakhari D, Kononenko NL, Altmüller J, Vilchez D, Sahin M, Wirth B, Kye MJ.
Neuronal activity regulates DROSHA via autophagy in spinal muscular atrophy.
Sci Rep. 2018 May 21;8(1):7907. doi: 10.1038/s41598-018-26347-y.
PubMed PMID: 29784949

O'Hern PJ, do Carmo G Gonçalves I, Brecht J, López Soto EJ, Simon J, Chapkis N, Lipscombe D, Kye MJ, Hart AC.
Decreased microRNA levels lead to deleterious increases in neuronal M2 muscarinic receptors in Spinal Muscular Atrophy models.
Elife. 2017.
PubMed PMID: 28463115

Kye MJ, Niederst ED, Wertz MH, Gonçalves ID, Akten B, Dover KZ, Peters M, Riessland M, Neveu P, Wirth B, Kosik KS, Sardi SP, Monani UR, Passini MA, Sahin M.
SMN regulates axonal local translation via miR-183/mTOR pathway.
Hum Mol Genet. 2014 Dec 1;23(23):6318-31
PubMed PMID: 25055867

Dimitriadi M, Kye MJ, Kalloo G, Yersak JM, Sahin M and Hart AC; The neuroprotective drug riluzole acts via small conductance Ca2+-activated K+ channels to ameliorate defects in Spinal Muscular Atrophy models.
J Neurosci. 2013 April 10; 33(15): 6557– 62
PubMed PMID: 23575853

Akten B, Kye MJ, Hao LT, Wertz MH, Singh S, Nie D, Huang J, Merianda TT, Twiss JL, Beattie CE, Steen JAJ and Sahin M; Interaction of survival motor neuron (SMN) and HuD proteins with mRNA cpg15 rescues motor neuron axonal deficits.
Proc Natl Acad Sci USA. 2011 Jun 21; 108(25): 10337-42
PubMed PMID: 21652774

Neveu P*, Kye MJ*, Qi S, Buchholz DE, Clegg DO, Sahin M, Park IH, Kim KS, Daley GQ, Kornblum HI, Shraiman BI and Kosik KS. 
MicroRNA Profiling Reveals Two Distinct p53-related Pluripotent Human Stem Cell State. 
Cell Stem Cell, 2010 Dec 3; 7(6): 671-81 *co-first author 
PubMed PMID: 21112562

Kye MJ, Liu TL, Levy SF, Xu LN, Groves BB, Bonneau R, Lao K and Kosik KS. Somatodendritic microRNAs Identified by Laser Capture and Multiplex RT-PCR. 
RNA, 2007 Aug; 13(8): 1224-34. 
PubMed PMID: 17592044

Nijholt I, Farchi N, Kye MJ, Sklan EH, Shoham S, Verbeure B, Owen D, Hochner B, Spiess J, Soreq H and Blank T. 
Stress-induced alternative splicing of acetylcholinesterase results in enhanced fear memory and long-term potentiation. 
Mol Psychiatry. 2004 Feb; 9(2): 174-83. 
PubMed PMID: 14581933

Blank T, Nijholt I, Kye MJ, Radulovic J and Spiess J. 
Small-conductance, Ca2+-activated K+ channel SK3 generates age-related memory and LTP deficits. 
Nat Neurosci. 2003 Sep; 6(9): 911-2. 
PubMed PMID: 12883553

Zur Person

Dr. Min Jeong Kye hat Biologie und Chemie studiert und einen Bachelor sowie Master- Abschluss an der Sogang-Universität in Seoul, Süd- Korea erlangt (1993- 1999). Anschließend promovierte sie in Neurowissenschaften am Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin in Göttingen (2000-2005). In dieser Zeit erforschte sie die Regulierung der neuronalen Erregbarkeit in gestressten und gealterten Gehirnen sowie ihre Rolle für das Lernen und die Gedächtnisbildung. Im Rahmen ihrer Post-Doktoranden Forschung zog sie in die USA (University of California, Santa Barbara und Harvard Medical School in Boston) und erweiterte ihr Forschungsgebiet um die molekularen Mechanismen der Protein Biosynthese an Synapsen sowie damit verbundener neurologischer Erkrankungen. Im Jahr 2012 kam sie als Nachwuchsgruppenleiterin zurück nach Deutschland an das Institut für Humangenetik in Köln. Sie setzt ihre Forschungsarbeit fort, wie die Proteinbiosynthese in Nervenzellen kontrolliert wird und wie sie zu neurologischen Erkrankungen wie der Spinalen Muskelatrophie beiträgt.

Das Team

Doktoranden

Maximilian Thelen, M.Sc.

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