TY - JOUR A1 - Stritt, Simon A1 - Nurden, Paquita A1 - Favier, Remi A1 - Favier, Marie A1 - Ferioli, Silvia A1 - Gotru, Sanjeev K. A1 - van Eeuwijk, Judith M.M. A1 - Schulze, Harald A1 - Nurden, Alan T. A1 - Lambert, Michele P. A1 - Turro, Ernest A1 - Burger-Stritt, Stephanie A1 - Matsushita, Masayuki A1 - Mittermeier, Lorenz A1 - Ballerini, Paola A1 - Zierler, Susanna A1 - Laffan, Michael A. A1 - Chubanov, Vladimir A1 - Gudermann, Thomas A1 - Nieswandt, Bernhard A1 - Braun, Attila T1 - Defects in TRPM7 channel function deregulate thrombopoiesis through altered cellular Mg\(^{2+}\) homeostasis and cytoskeletal architecture JF - Nature Communications N2 - Mg\(^{2+}\) plays a vital role in platelet function, but despite implications for life-threatening conditions such as stroke or myocardial infarction, the mechanisms controlling [Mg\(^{2+}\)]i in megakaryocytes (MKs) and platelets are largely unknown. Transient receptor potential melastatin-like 7 channel (TRPM7) is a ubiquitous, constitutively active cation channel with a cytosolic α-kinase domain that is critical for embryonic development and cell survival. Here we report that impaired channel function of TRPM7 in MKs causes macrothrombocytopenia in mice (Trpm7\(^{fl/fl-Pf4Cre}\)) and likely in several members of a human pedigree that, in addition, suffer from atrial fibrillation. The defect in platelet biogenesis is mainly caused by cytoskeletal alterations resulting in impaired proplatelet formation by Trpm7\(^{fl/fl-Pf4Cre}\) MKs, which is rescued by Mg\(^{2+}\) supplementation or chemical inhibition of non-muscle myosin IIA heavy chain activity. Collectively, our findings reveal that TRPM7 dysfunction may cause macrothrombocytopenia in humans and mice. KW - Cytoskeleton KW - homeostasisIon channels KW - thrombopoiesis Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-173843 VL - 7 ER - TY - THES A1 - Yadav, Preeti T1 - Studying Neuronal Cytoskeleton Defects and Synaptic Defects in Mouse Model of Amyotrophic Lateral Sclerosis and Spinal Muscular Atrophy T1 - Die Analyse des neuronalen Zytoskeletts und synaptischer Defekte im Mausmodel der Amyotrophen Lateralsklerose und der Spinalen Muskelatrophie N2 - Amyotrophic lateral sclerosis and spinal muscular atrophy are the two most common motoneuron diseases. Both are characterized by destabilization of axon terminals, axon degeneration and alterations in neuronal cytoskeleton. Accumulation of neurofilaments has been observed in several neurodegenerative diseases but the mechanisms how elevated neurofilament levels destabilize axons are unknown so far. Here, I show that increased neurofilament expression in motor nerves of pmn mutant mice causes disturbed microtubule dynamics. Depletion of neurofilament by Nefl knockout increases the number and regrowth of microtubules in pmn mutant motoneurons and restores axon elongation. This effect is mediated by interaction of neurofilament with the stathmin complex. Depletion of neurofilament increases stathmin-Stat3 interaction and stabilizes the microtubules. Consequently, the axonal maintenance is improved and the pmn mutant mice survive longer. We propose that this mechanism could also be relevant for other neurodegenerative diseases in which neurofilament accumulation is a prominent feature. Next, using Smn-/-;SMN2 mouse as a model, the molecular mechanism behind synapse loss in SMA is studied. SMA is characterized by degeneration of lower α-motoneurons in spinal cord; however, how reduction of ubiquitously expressed SMN leads to MN-specific degeneration remains unclear. SMN is involved in pre-mRNA splicing (Pellizzoni, Kataoka et al. 1998) and its deficiency in SMA affects the splicing machinery. Neuromuscular junction denervation precedes neurodegeneration in SMA. However, there is no evidence of a link between aberrant splicing of transcripts downstream of Smn and reduced presynaptic axon excitability observed in SMA. In this study, we observed that expression and splicing of Nrxn2, that encodes a presynaptic protein is affected in the SMA mouse and that Nrxn2 could be a candidate that relates aberrant splicing to synaptic motoneuron defects in SMA. N2 - Die Amyotrophe Lateralsklerose und die spinale Muskelatrophie sind die beiden häufigsten Formen der Motoneuronerkrankungen. Sie sind charakterisiert durch eine Destabilisierung der Axonendigungen, durch Axondegeneration und durch Änderungen im neuronalen Zytoskelett. Eine Anhäufung von Neurofilamenten konnte in einigen neurodegenerativen Erkrankungen beobachtet werden. Der genaue Mechanismus, welcher zu einer Destabilisierung des Axons führt, ist bis heute jedoch unklar. Hiermit zeige ich, dass eine gesteigerte Expression von Neurofilamenten in motorischen Nerven von pmn mutierten Mäusen zu einer Störung der Mikrotubuli – Dynamik führt. Ein Neurofilamentabbau durch Nefl knockout steigert die Anzahl an neu wachsenden Mikrotubuli in pmn mutierten Motoneuronen und führt zu erneutem Axonwachstum. Dieser Effekt wird durch eine Interaktion zwischen dem Neurofilament und dem Stathmin Komplex vermittelt. Ein Abbau des Neurofilaments führt zu einer Erhöhung der Stathmin-Stat3 Interaktion und zu einer Stabilisierung der Mikrotubuli. Demzufolge ist die Versorgung der Axone verbessert und die pmn mutierten Mäuse überleben länger. Wir vermuten, dass dieser Mechanismus auch für andere neurodegenerative Erkrankungen, bei denen Neurofilamentanhäufung ein dominantes Merkmal ist, relevant sein könnte. Des Weiteren studierte ich mit Hilfe des Smn-/-;SMN2 Mausmodels, den molekularen Mechanismus der sich hinter dem Synapsenverlust bei SMA verbirgt. SMA ist charakterisiert durch eine Degeneration der unteren -Motoneuronen im Rückenmark. Es ist jedoch unklar, wie ein Verlust des ubiquitär exprimierten SMN Proteins zu einer MN-spezifischen Degeneration führt. Smn ist involviert in den Prozess des pre-mRNA Splicing (Pellizzoni, Kataoka et al. 1998) und ein Verlust des Proteins führt zu einer Störung des Splicing. Eine Denervierung der motorischen Endplatte führt zu einer Neurodegeneration in SMA. Es gibt jedoch keinen Hinweis auf eine kausale Verbindung zwischen anomalem Splicen von stromabwärts gelegenen Transkripten des Smn und einer Reduktion präsynaptischer Axone, wie man es bei SMA beobachten kann. In dieser Studie konnten wir beobachten, dass Expression und Splicing von Nrxn2, welches für ein präsynaptisches Protein kodiert, in SMA Mäusen betroffen ist und dass Nrxn2 ein Kandidat sein könnte, der eine Verbindung zwischen Störungen im Splice Prozess und synaptischen Motoneuron-Defekten in der SMA herstellen könnte. KW - Neurofilament KW - Neurofilament KW - Zellskelett KW - Spinale Muskelatrophie KW - Cytoskeleton KW - Spinal muscular Atrophy KW - Pmn mutant mouse Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-138093 ER -