Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf der Suche nach dem Ursprung unseres Gehirns

23.12.2014

Heidelberger Forscher zeigen, dass die Zentralisierung von Nervenzellen bereits bei niederen Vielzellern ihren Ausgang nimmt

Auf der Suche nach dem Ursprung unseres Gehirns haben Biologen der Universität Heidelberg neue Erkenntnisse zur Evolution des zentralen Nervensystems (ZNS) mit seiner hoch entwickelten biologischen Struktur gewonnen: Die Forscher analysierten auf molekularer Ebene die Neurogenese beim Modellorganismus Nematostella vectensis.

Anhand bestimmter Gene und Signalfaktoren konnte das Team um Prof. Dr. Thomas Holstein vom Centre for Organismal Studies zeigen, wie sich der Beginn der Zentralisierung von Nervenzellen bis zu dem diffusen Nervennetz von einfachen und ursprünglichen niederen Tieren wie der Seeanemone zurückverfolgen lässt. Die Forschungsergebnisse werden in „Nature Communications“ veröffentlicht.

Die Seeanemone – Nematostella vectensis – gehört wie Korallen und Medusen zu den Nesseltieren, die mehr als 700 Millionen Jahre alt sind. Sie hat einen simplen sackartigen Körper ohne Skelett und nur eine Körperöffnung. Das Nervensystem dieses ursprünglichen Vielzellers ist als einfaches Nervennetz organisiert, das bereits zu einfachen Verhaltensmustern fähig ist.

Die Wissenschaft ist bisher davon ausgegangen, dass dieses Netz keine Zentralisierung – also keine örtliche Verdichtung von Nervenzellen – besitzt. Mit ihren Arbeiten konnten die Wissenschaftler nun zeigen, dass das Nervennetz der Seeanemone in der Embryonalentwicklung durch einen Satz neuronaler Gene und Signalfaktoren gebildet wird, der auch bei Wirbeltieren zu finden ist.

Wie Prof. Holstein erläutert, ist die Entstehung der ersten Nervenzellen abhängig vom sogenannten Wnt-Signalweg, der nach seinem Signalprotein Wnt bezeichnet ist. Er besitzt eine wichtige Funktion für den Vorgang, bei dem sich verschiedene Typen tierischer Zellen geordnet entwickeln. Die Heidelberger Forscher liefern zudem den ersten Hinweis dafür, dass ein weiterer Signalweg in der Neurogenese von Seeanemonen aktiv ist – der BMP-Weg, der bei Wirbeltieren die Zentralisierung der Nervenzellen lenkt.

Benannt nach seinem Signalprotein BMP steuert dieser Signalweg abhängig von der Proteinkonzentration ebenfalls die Entwicklung unterschiedlicher Zelltypen – ähnlich wie der Wnt-Signalweg, aber mit anderer Richtung. Der BMP-Weg wirkt im rechten Winkel zum Wnt-Weg und erzeugt so in dem weitgehend diffusen neuronalen Netz der Seeanemone ein asymmetrisches Muster neuronaler Zelltypen. „Dies kann“, so betont Prof. Holstein, „als der Beginn der Zentralisierung des neuronalen Netzes auf dem Weg hin zu Wirbeltieren mit ihren komplexen Gehirnen verstanden werden.“

Während der Wnt-Signalweg zugleich die Bildung der primären Körperachse aller Tiere – von den Schwämmen bis zu den Wirbeltieren – auslöst, ist der BMP-Signalweg bei höher entwickelten Vertebraten auch an der Ausbildung der sekundären Körperachse (Rücken-Bauch) beteiligt. „Unsere Forschungsergebnisse weisen daher darauf hin, dass es eine enge Parallelität zwischen der Evolution der Körperachsen und der Herausbildung eines zentralen Nervensystems geben muss“, sagt Prof. Holstein.

Informationen im Internet:
http://www.cos.uni-heidelberg.de/index.php/t.holstein?l=_e

Originalveröffentlichung:
H. Watanabe, A. Kuhn, M. Fushiki, K. Agata, Y. Kocagöz, S. Özbek, T. Fujisawa & T.W. Holstein: Sequential actions of β-catenin and Bmp pattern the oral nerve net in Nematostella vectensi. Nature Communication 5:5536 (23. Dezember 2014), doi:10.1038/ncomms6536

Kontakt:
Prof. Dr. Thomas Holstein
Centre for Organismal Studies
Telefon (06221) 54-5679
thomas.holstein@cos.uni-heidelberg.de

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

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistente Erreger in Haushaltsgeräten
16.02.2018 | Hochschule Rhein-Waal

nachricht Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt
16.02.2018 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

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: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics