Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RUB-Proteomforscher finden neue Antworten auf Fragen zur Entstehung der Parkinson-Krankheit

21.07.2005


Neue Antworten auf Fragen zur Entstehung der Parkinson-Krankheit - Proteomforscher untersuchen Rolle des Neuromelanins - RUB-Forscher in "Molecular and Cellular Proteomics"



Die Parkinson-Krankheit ist eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen, wobei die Häufigkeit der Neuerkrankungen mit dem Alter zunimmt. So leiden von den 55-jährigen bereits 1,4%, von den 75-jährigen 3,4% (Stand 1997) an Symptomen. Bis heute sind die krankheitsbedingenden zellulären und molekularen Mechanismen noch nicht vollständig bekannt. Nun ist das Neuromelanin in den Blickpunkt der Forscher gerückt. Das Pigment beeinflusst das für die Bewegungssteuerung wichtige Dopaminsystem, das bei Parkinsonkranken gestört ist. RUB-Forschern um Juniorprofessorin Dr. Katrin Marcus (Medizinisches Proteomcenter, Leiter: Prof. Dr. Helmut E. Meyer) ist es nun erstmals gelungen, Neuromelanin-Granula (Granula: "Körnchen") aus menschlicher Hirnmasse zu isolieren und ihre Proteine zu analysieren. Über ihre Funde berichten sie in "Molecular and Cellular Proteomics".



Der Farbstoff des Gehirns

Melanin - Pigmente, die beim Menschen im Haar, der Haut, dem Innenohr und der Iris vorkommen - kommt als Neuromelanin auch im Gehirn vor. Man findet es u.a. in Nervenzellen einer schwarz-pigmentierten Region des Mittelhirns, der Substantia nigra. Die Nervenzellen reagieren auf den Botenstoff Dopamin. Das Dopaminsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Bewegungsabstimmung. Genau hier treten auch die entscheidenden Defekte bei der Parkinson-Krankheit auf. Die Dopaminnervenzellen in der Substantia nigra sterben mit fortschreitender Erkrankung allmählich ab und verschwinden schließlich ganz, was die typischen Parkinson-Symptome, wie Ruhetremor, sich wiederholende Handbewegungen, "Pillendreherbewegungen" der Finger und zunehmende Schwierigkeiten beim Stehen und Ingangbringen von allgemeinen Körperbewegungen hervorruft.

Viele offene Fragen

"Eine Beziehung zwischen dem Absterben der dopaminergen Nervenzellen und ihrem Neuromelaningehalt wurde bereits beschrieben und so eine wichtige Rolle des Neuromelanins bei den neurodegenerativen Prozessen der Parkinson-Krankheit postuliert", erklärt Dr. Marcus. Einige Fragen zum Neuromelanin sind bis heute allerdings noch ungeklärt: Warum produzieren nur einige dopaminerge Neuvernzellen Neuromelanin in ihrem Cytoplasma? Welche Struktur besitzt Neuromelanin und wie wird es gebildet? Was ist die genaue Funktion des Neuromelanins in der Zelle?

Neuromelanin erstmals isoliert und untersucht

Diesen Fragen widmeten sich jetzt das Medizinische Proteom-Center der Ruhr-Universität Bochum (Juniorprofessorin Dr. Katrin Marcus, Prof. Dr. Helmut E. Meyer) und die Abteilung für klinische Neurochemie der Bayrischen Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Florian Tribl, Prof. Dr. Manfred Gerlach, Prof. Dr. Peter Riederer) bearbeitet. Durch Kombination aus subzellulärer Fraktionierung und der modernen Proteomanalyse - als Proteom wird die Gesamtheit aller Proteine, die zu einem bestimmten Zeitpunkt eines definierten Zustands in einem Organismus oder Gewebe gebildet werden - konnten erstmals intakte Neuromelanin-Granula aus menschlicher Substantia nigra isoliert und ihre Proteinzusammensetzung bestimmt werden.

Verwandtschaften mit bekannten Zellbestandteilen

"Elektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen, dass die morphologischen Charakteristika der isolierten Neuromelanin-Granula den im humanen Hirn beschriebenen sehr ähnlich sind", so Dr. Marcus. Mit Hilfe der sog. eindimensionalen SDS-Gelelektrophorese und Massenspektrometrie konnten die Forscher viele verschiedene (Membran)proteine identifizieren. Sie deuten auf eine enge Verwandtschaft der Neuromelanin-Granula mit den bereits besser erforschten Lysosomen oder Lysosomen-verwandten Organellen und dem gut bekannten endoplasmatischen Retikulum hin. "Das Neuromelanin ist möglicherweise keine so große Unbekannte", folgert Katrin Marcus. Vermeintliche Vorläuferkompartimente des Neuromelanins besitzen wahrscheinlich endosomale Charakteristika. Zusätzlich scheint auch das endoplasmatische Retikulum direkt an der Bildung der Neuromelanin-Granula beteiligt zu sein.

Viel versprechender Ansatz zur Erforschung auch der Alzheimer-Krankheit

Innerhalb dieser Studie liefert die Proteomanalyse einige wichtige Einblicke in die Biogenese und Biologie der Neuromelanin-Granula und damit in einen der krankheitsbedingenden Mechanismen der Parkinson-Krankheit. Im Rahmen verschiedener nationaler und internationaler Kooperationen (Nationales Genomforschungsnetz, NGFN; HUPO HBPP, Human Proteome Organisation - Human Brain Proteome Project) suchen Dr. Marcus, Prof. Meyer und ihre Kollegen derzeit nach spezifischen Biomarkern für die Parkinson- und Alzheimer-Krankheit. "Die systematische Auftrennung, Identifizierung und Charakterisierung von Proteinen im Nervensystem und in humanen Körperflüssigkeiten mittels moderner Proteomanalyse bieten dazu einen viel versprechenden Ausgangspunkt", schätzt Dr. Marcus. Die Forschungsarbeiten wurden durch die Österreichische Akademie der Wissenschaften, durch das BrainNet Europe, die Deutsche Parkinson Vereinigung und das BMBF (Human Brain Proteom-Projekt) gefördert.

Weitere Informationen

Juniorprofessorin Dr. Katrin Marcus, Medizinisches Proteom-Center der Ruhr-Universität Bochum, Zentrum für klinische Forschung (ZKF), 44780 Bochum, Tel. 0234/32-29266, Fax: 0234/32-14554, E-Mail: katrin.marcus@rub.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.rub.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens
23.01.2017 | Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung 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: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Personal-Trainer zum Anziehen: Intelligente Trainingskleidung gewinnt Fashion Fusion Award

23.01.2017 | Förderungen Preise

Innovationen besser messen

23.01.2017 | Förderungen Preise

Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie