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Investigation of a novel disease-associated GABA transporter 1 variant
Marina Lukenic
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Neuroscience
Betreuer*in
Thomas Steinkellner
DOI
10.25365/thesis.80507
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-15178.90771.496770-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Morbus Parkinson (PD) ist eine progressive, neurodegenerative Erkrankung, die primär das motorische System betrifft. Die Ursache der motorischen Symptome ist der selektive Verlust dopaminerger (DA) Neurone in der Substantia nigra pars compacta. Die pathologischen Mechanismen jedoch, welche zu dieser selektiven Vulnerabilität führen, sind noch nicht zur Gänze aufgeklärt und Gegenstand aktueller Forschung. Dopaminerge Neuronen sind vielfältig und in der Lage, neben Dopamin, weitere Neurotransmitter freizusetzen. Zum Beispiel konnte gezeigt werden, dass GABA, der bedeutendste inhibitorische Neurotransmitter des zentralen Nervensystems, von dopaminergen Neuronen mitfreigesetzt werden kann. Diese DA/GABA-co-freisetzenden Neurone exprimieren den GABA Transporter 1 (GAT1), welcher notwendig ist, um diese Neurone mit GABA zu versorgen. Interessanterweise wurde in einem Patienten mit dopaminerger Neurodegeneration und Parkinson-Symptomen eine de novo Mutation im GAT1 Gen identifiziert, wo ein Aminosäuretausch von Glycin zu Serin an Position 63 (GAT1-G63S) stattgefunden hat. Ziel dieser Arbeit war es, die neu identifizierte Variante zu untersuchen, indem ihre Transportfunktion mittels Radioliganden-Aufnahmeassays in HEK293 Zellen analysiert wurde, sowie anschließend virale Vektoren zu generieren, welche die Überexpression von GAT1-WT und GAT1-G63S für zukünftige in vivo Experimente ermöglichen soll. Meine Ergebnisse zeigen, dass die GAT1-G63S Mutation zu einem vollständigen Verlust der Transportfunktion führt, jedoch nicht die Lokalisation des Transporters an der Plasmamembran beeinflusst. Nach der Analyse der Funktion und Expression von GAT1-G63S, wurden Adeno-assoziierte Viren (AAVs) in TSA201 Zellen hergestellt und deren Transduktionseffizienz sowohl in vitro wie auch in vivo getestet. Insgesamt verdeutlichen meine Ergebnisse, dass die neue GAT1 Variante GAT1-G63S an der Plasmamembran exprimiert wird, jedoch transportdefizient ist. Die AAVs werden in weiteren in vivo Studien eingesetzt um die Untersuchung von GAT1 in dopaminergen Neuronen und deren Zusammenhang mit der selektiven Vulnerabilität in PD, zu testen.
Abstract
(Englisch)
Parkinson’s disease (PD) is a progressive neurodegenerative motor disorder. The cause of motor symptoms is the specific degeneration of dopaminergic (DA) neurons in the substantia nigra pars compacta. However, pathological mechanisms accounting for this selective vulnerability are still not fully understood and subject of ongoing research. DA neurons are diverse and many have the ability to co-release another small molecule neurotransmitter besides DA. For instance, GABA, the major inhibitory neurotransmitter within the central nervous system, has been found to be co-released from DA neurons. The DA/GABA co-releasing neurons express GABA transporter 1 (GAT1) which seems to be necessary to supply these DA neurons with GABA. Interestingly, a de novo mutation in GAT1, namely the amino acid substitution Gly63Ser (GAT1-G63S), was found in an individual who presented with DA neurodegeneration and parkinsonian symptoms. The aim of my thesis was to explore this new variant by means of investigating its transporter function using radioligand uptake assays in HEK293 cells and to thereafter establish a viral vector that allows for the overexpression of GAT1-WT and GAT1-G63S for future in vivo investigations. My results show that the GAT1-G63S mutation caused abolishment of transport activity but did not compromise trafficking to the plasma membrane. After assessing expression and function of GAT1-G63S, adeno-associated vectors (AAVs) were generated in TSA201 cells and transduction efficiency was confirmed in vitro and in vivo. Overall, my findings highlight that the newly identified GAT1 variant GAT1-G63S is expressed at the plasma membrane but transport-deficient. The AAVs I have prepared will aide further in vivo studies addressing the role of the GAT1 in DA neurons and their relation to selective vulnerability in PD.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Morbus Parkinson GABA Transporter 1 Radioliganden-Aufnahmeassay Adeno-assoziierte Viren Dopaminerge Neuronen Selektive Vulnerabilität Neurotransmitter-co-freisetzung
Schlagwörter
(Englisch)
Parkinson's Disease GABA transporter 1 Radioligand uptake assay Adeno-associated viruses Dopaminergic neurons Selective vulnerability Neurotransmitter co-release
Autor*innen
Marina Lukenic
Haupttitel (Englisch)
Investigation of a novel disease-associated GABA transporter 1 variant
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
XIII, 59 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thomas Steinkellner
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
44 Medizin > 44.90 Neurologie
AC Nummer
AC17792243
Utheses ID
79600
Studienkennzahl
UA | 066 | 232 | |