Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Synapse im Nanometermaßstab: erste Beobachtung einer neuen Dynamik

23.10.2003


Ein Team von Forschern der Ecole Normale Supérieure in Paris hat in seiner letzten Veröffentlichung eine Anwendung der Nanotechnologie im medizinischen und biologischen Bereich bewiesen, die dank halbleitender Nanopartikel („Quantum Dots“) die bisher genaueste Visualisierung der Dynamik von neuronalen Rezeptoren ermöglicht.


Die Synapse ist das Verbindungselement, an dem sich die Kommunikation zwischen zwei Neuronen vollzieht. Diese Kommunikation wird durch Membranrezeptoren der „Zielzelle“ ermöglicht. Die Rezeptoren (Proteine) erkennen die chemischen Signale, die von den Nervenenden der emittierenden Neuronen gesandt werden. Diese chemischen Signale werden dann in elektrische Signale umgewandelt. Die Signale werden in Echtzeit sortiert und integriert und tragen zur Übertragung der Nerveninformation bei.

Bisher wurde angenommen, dass die Synapse stabil bleibt, das heißt, dass sich die Zahl und die Eigenschaften der anwesenden Rezeptoren normalerweise kaum veränderten. Änderungen treten nur unter bestimmten Bedingungen auf, wie zum Beispiel beim Lernprozess.


Die Forscher konnten nun das Gegenteil beweisen. Die Synapse ist tatsächlich im dynamischen Gleichgewicht, und die Rezeptoren ändern kontinuierlich ihre Lokalisierung. Ihre Verteilung ändert sich ebenfalls sehr schnell, mit spezifischer Kinetik, die davon abhängt, ob sie sich in der Nähe und außerhalb der Synapse oder innerhalb der Synapse befinden. Um zu diesem Ergebnis zu kommen, haben die Forscher Spitzentechnik genutzt: halbleitende Nanokristalle (Quantum Dots). Diese Nanopartikel haben einen von Zinksulfid umgegebenen Kern aus Cadmiumselenid. Die Größe der Nanopartikel beträgt zwischen 5 bis 10 Nanometer (ein Nanometer entspricht einem Milliardstel Meter). Sie haben bemerkenswerte optische Fluoreszenzeigenschaften. Nachdem sie zu einem Rezeptor zusammengebunden werden, können die Nanopartikel Licht emittieren. Auf diese Weise lassen sich dieses kleine optische Signal und die Bewegung des Rezeptors 10-20 Minuten oder länger beobachten, was bisher nicht möglich war. Das ist ein Vorteil gegenüber den fluoreszierenden Molekülen, die nur einige Sekunden funktionieren.

Diese neuen Erkenntnisse sind für die theoretische Basis der Pharmakologie der neuronalen Rezeptoren von großer Bedeutung, da die Dichte der Rezeptoren gewisse Eigenschaften des Glycinrezeptor bestimmen. Letztendlich wäre diese Arbeit ohne die enge Zusammenarbeit von Biologen und Physikern nicht möglich gewesen und ist somit ein schönes Beispiel interdisziplinärer Forschung.

Antoine Triller | Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.ens.fr

Weitere Berichte zu: Nanometermaßstab Nanopartikel Rezeptor Synapse

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Ultradünne CIGSE-Solarzellen: Nanostrukturen steigern den Wirkungsgrad
24.03.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der steile Aufstieg der Berner Alpen

24.03.2017 | Geowissenschaften

Stadtplanung im Klimawandel: HafenCity Universität Hamburg entwickelt Empfehlungen

24.03.2017 | Architektur Bauwesen

Ultradünne CIGSE-Solarzellen: Nanostrukturen steigern den Wirkungsgrad

24.03.2017 | Biowissenschaften Chemie