Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aktivierte Nervenzellen produzieren ein Schutzprotein gegen Neurodegeneration

24.08.2015

Heidelberger Forscher entdecken zentralen Mechanismus und identifizieren neuroprotektives Schlüsselmolekül

Aktivierte Nervenzellen produzieren ein Schutzprotein gegen Zelltod. Wie dieser Prozess abläuft und welche Elemente dabei eine entscheidende Rolle spielen, hat ein Forscherteam unter der Leitung von Prof. Dr. Hilmar Bading am Interdisziplinären Zentrum für Neurowissenschaften der Universität Heidelberg entschlüsselt.

„Dass Gehirnaktivität einen neuroprotektiven Effekt hat, war uns bereits bekannt“, so der Heidelberger Neurobiologe. „Jetzt haben wir einen zentralen Mechanismus dafür entdeckt und ein körpereigenes Schlüsselmolekül für den Aufbau des Nervenschutzschildes identifiziert.“ Diese Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Cell Reports“ veröffentlicht.

Wenn Nervenzellen absterben, zum Beispiel als Folge eines Schlaganfalls, der Alzheimer-Erkrankung oder auch im Rahmen von Alterungsprozessen, kann dies zu erheblichen Einschränkungen der Gedächtnisleistung führen. Frühere Arbeiten von Prof. Bading haben gezeigt, dass Gehirnaktivität dem Nervenzelltod entgegenwirkt.

Auf molekularer Ebene ist hier der sogenannte NMDA-Rezeptor von Bedeutung. Bei einem Rezeptor dieser Art handelt es sich um ein Molekül, das von biochemischen Botenstoffen – den Neurotransmittern – in Gang gesetzt wird. Der NMDA-Rezeptor lässt aufgrund von Nervenzellaktivität Kalzium in die Zelle einströmen.

Das Kalziumsignal pflanzt sich innerhalb der Zelle bis in den Zellkern fort und schaltet dort ein genetisches Schutzprogramm an. Schon vor einigen Jahren konnte die Arbeitsgruppe von Prof. Bading dieses kernkalzium-regulierte Genprogramm identifizieren. „Jedoch war bislang unklar, wie daraus ein Schutzschild entsteht”, so Hilmar Bading.

Die Wissenschaftler haben nun die Erklärung dafür gefunden – indem sie wiederum NMDA-Rezeptoren untersucht haben. Wenn sich diese Rezeptoren nicht in den Kontaktstellen der Nervenzellen, den Synapsen, befinden, tragen sie nicht zum Schutz der Zellen bei.

Im Gegenteil: Sie schädigen Nervenzellen massiv und führen zu deren Absterben. „Leben und Tod sind nur wenige tausendstel Millimeter voneinander entfernt. Außerhalb der Synapse wird der NMDA-Rezeptor von Dr. Jekyll zu Mr. Hyde”, erläutert Hilmar Bading.

Wie die aktuellen Forschungsergebnisse zeigen, werden die toxischen extrasynaptischen NMDA-Rezeptoren über Gehirnaktivität unterdrückt. Als Aktivator dieser Unterdrückung konnte das Heidelberger Forscherteam das Protein Activin A identifizieren.

Dieses Protein spielt unter anderem im Menstruationszyklus und in der Wundheilung eine wichtige Rolle. Im Nervensystem wird die Produktion von Activin A über Nervenzellaktivität angestoßen. In der Folge führt dies zu einer Verminderung der extrasynaptischen NMDA-Rezeptoren.

Wie Prof. Bading erläutert, wird so ein Schutzschild aufgebaut. Activin A vermittelt zudem die bekannten schützenden Eigenschaften des Wachstumsfaktors BDNF; dies ist ein neurotrophes, das heißt körpereigenes Signalmolekül, das beim Schutz existierender und beim Wachstum neuer Neuronen und Synapsen wirkt. „Das Protein Activin A kann daher als entscheidender Aktivator eines gemeinsamen neuroprotektiven Wirkmechanismus im Gehirn angesehen werden.“

Die Entdeckungen der Heidelberger Neurobiologen eröffnen neue Perspektiven für die Entwicklung therapeutischer Ansätze zur Behandlung degenerativer Erkrankungen des Nervensystems. In ihrer Studie haben die Forscher gezeigt, dass Activin A bei Mäusen die nach einem Schlaganfall auftretenden Hirnschädigungen deutlich reduzieren konnte.

„Unsere Forschungsergebnisse deuten auch darauf hin, dass sich Activin A möglicherweise in der Therapie der Alzheimer-Erkrankung oder der als ‚Veitstanz’ bekannten Chorea Huntington einsetzen lässt. In beiden Krankheiten ist die charakteristische Degeneration von Nervenzellen vermutlich auf eine erhöhte Aktivität der toxischen extrasynaptischen NMDA-Rezeptoren zurückzuführen“, so Prof. Bading. „Für den Alltag bedeuten die neuen Erkenntnisse: Ein aktives Gehirn produziert Activin A und schützt sich so vor Neurodegeneration.“

Originalveröffentlichung:
D. Lau, C. P. Bengtson, B. Buchthal and H. Bading: BDNF Reduces Toxic Extrasynaptic NMDA Receptor Signaling via Synaptic NMDA Receptors and Nuclear Calcium-induced Transcription of inhba/Activin A. Cell Reports (2015), doi: 10.1016/j.celrep.2015.07.038

Kontakt:
Prof. Dr. Hilmar Bading
Interdisziplinäres Zentrum für Neurowissenschaften
Telefon (06221) 54-8218
bading@nbio.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-heidelberg.de/izn/researchgroups/bading

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Polarstern ab heute unterwegs nach Spitzbergen, um Rolle der Wolken bei Erwärmung der Arktis zu untersuchen

24.05.2017 | Geowissenschaften