Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Moleküle für die Steuerung von Nervenzellen: Moleküle, die (beinahe) alles für Neuronen tun können

26.08.2004


Während der embryonalen Entwicklung bauen die Neuronen des Gehirns Milliarden von Verbindungen auf, indem sie lange Fortsätze emittieren, die man Axone nennt. Das Wachstum ist nicht zufällig, sondern sehr genau orientiert und wird von Molekülen in der zellulären Umgebung gesteuert, welches das Axon durchquert. Der Mechanismus dieser kontrollierenden Steuerung blieb bisher rätselhaft.

... mehr zu:
»Axon »Molekül »Neogenine »Neuron »RGM »Steuerung

2 französische und 2 amerikanische Teams haben jedoch vor kurzem wichtige Fortschritte in dieser Frage erzielt und diese in den renommierten Fachjournalen „Nature Cell Biology“ und „Neuron“ veröffentlicht. Anhand zweier unterschiedlicher Beispiele zeigen sie auf, dass die Moleküle, die die Axone steuern, auch auf anderen Ebenen Einfluß auf die Gehirnplastizität haben können.

Unser Gehirn enthält Milliarden von Zellen, die untereinander sehr genaue Verbindungen aufbauen. Steuermoleküle ermöglichen es den Nervenfasern, sich durch Anziehung oder Abstoßung exakt auf die Gehirnzentren zu orientieren und so ein Netzwerk von Nervenzellen zu errichten. Die französischen und amerikanischen Teams haben sich für 2 Aspekte dieses Führungsmechanismus interessiert.


Das erste Beispiel hat mit der Entwicklung des visuellen Systems zu tun. Bei Wirbeltieren entwickeln sich die Nervenfasern der Netzhautzellen zu einer Gehirnzone, die optisches Dach heißt. Diese Entwicklung erfolgt mit hoher Genauigkeit und berücksichtigt eine sehr präzise topographische Organisation. Das RGM (Repulsive Guidance Molecule) Protein wird im optischen Dach ausgedrückt, und führt die finalen Verbindungen zu den geeigneten Zonen. Die Forscher konnten zeigen, dass RGM den Axon-Enden Abstoßsignale sendet, wo sie dank des „Neogerine“ Proteins wahrgenommen werden. Überraschenderweise funktioniert das RGM-Neogenine Duo auf einer anderen Ebene und trägt zum Überleben der Zellen bei. Wird der Ausdruck von RGM oder Neogenine in Nervensystemzellen bei der Entwicklung des Hühnerembryos gestört, kommt es zur Apoptose, d.h. zum programmierten Zelltod. Um der Apoptose vorzubeugen, müssen die Neogenine formierenden Zellen das RGM fixieren, und sind somit von diesem Molekül für ihr Überleben abhängig. Deshalb funktioniert Neogenine auf zwei verschiedene Weisen: in einem frühen Entwicklungsstadium und in Abwesenheit von RGM, verursacht Neogenine den Tod von bestimmten Zellen und bestimmt die Zahl der Neuronen, die sich entwickeln „dürfen“. Anschließend erhält Neogenine Abstoßungssignale von RGM und wirkt dann als Steuermolekül.

Das zweite Beispiel eines Steuersystems hat mit dem Überschreiten der Linea mediana, die beide Großhirnhemisphären trennt, durch die Axonen zu tun. Bei den meisten Tierarten sind die rechte und linke Seite des Nervensystems fast symmetrisch. Eine der ersten Entscheidungen die ein sich entwickelndes Axon treffen muss, ist, ob es die Linea mediana überschreitet oder nicht. Übrigens darf ein Axon diese Linea nur einmal überschreiten. „Slits“ (abstoßende Steuerproteine) werden in der Linea mediana zusammengeführt und spielen bei diesem Mechanismus eine Rolle: indem sie sich auf ihrem sogenannten „Robo“ (Roundabout) Rezeptor am Ende des Axons fixieren, zwingen sie das Axon, sich von der Linea mediana fern zu halten. Fehlt bei Mäusen ein Robo Rezeptor (robo3), formt sich das Nervensystem schlecht aus und es kommt zu Problemen bei der Migration bestimmter Neuronen während der Entwicklung: deshalb spielen die axonalen Steuermoleküle auch eine Rolle bei der Steuerung der Migration der Neuronen selbst.

Weitreichendere Arbeiten könnten zu therapeutischen Anwendungen führen, wie zum Beispiel bei der Wiederherstellung des Nervensystems nach Unfallschäden oder Ischämieläsionen. Des Weiteren ist nicht ausgeschlossen, dass RGM und Neogenine in vielen Geweben (nicht nur im Gehirn!) einen einschränkenden Mechanismus bei der Tumorentwicklung darstellen.

Kontakt:
Alain Chedotal
Laboratoire de neurobiologie des processus adaptatifs,
CNRS UMR 7102, Université Pierre et Marie Curie
9 quai St Bernard, Bat B, 5etage, F-75005 Paris
Email: chedotal@infobiogen.fr
Tel. +33 1 44 27 34 47

Patrick Mehlen
Centre de génétique moléculaire et cellulaire CNRS
Université Lyon 1
Email: mehlen@univ-lyon1.fr
Tel. +33 4 72 44 81 90

Jean-Michel Nataf | Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.wissenschaft-frankreich.de/allemand

Weitere Berichte zu: Axon Molekül Neogenine Neuron RGM Steuerung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Diabetesforschung: Neuer Mechanismus zur Regulation des Insulin-Stoffwechsels gefunden
06.12.2016 | Universität Osnabrück

nachricht Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert
06.12.2016 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

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: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften

Diabetesforschung: Neuer Mechanismus zur Regulation des Insulin-Stoffwechsels gefunden

06.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert

06.12.2016 | Biowissenschaften Chemie