Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

NEURON berichtet: RUB-Biologen entdecken zweiten Signalweg in Riechzellen

28.02.2002


Molekulare Prozesse der Reaktion einer Riechzelle. Der neue Befund: Ein anderer Duft (Duft B) kann an der selben Zelle einen zweiten Signalweg (PI3-Kinaseweg) anschalten, der die Geruchswahrnehmung von Duft A blockiert.


Bei Duftwahrnehmung wird die Calcium-Konzentration in der Zelle erhöht (siehe Abb.1). Dies kann mit einer Spezialkamera und einem hoch auflösenden Mikroskop als verstärktes Leuchten sichtbar gemacht werden.


Ich kann dich nicht riechen! Manchmal doch, denn Riechzellen sind durchaus in der Lage, bestimmte Gerüche auszublenden. RUB-Biologen haben einen bisher unbekannten zweiten Signalweg in Riechzellen entdeckt. Wird er durch bestimmte Duftstoffe aktiviert, hemmt das die Wahrnehmung anderer Düfte.

Was tun wenn’s stinkt? Die Nase zuhalten ist den Forschungsergebnissen Bochumer Biologen zufolge nicht die einzige Möglichkeit, Gerüche auszublenden. Dipl. Biol. Marc Spehr und Dr. Christian Wetzel vom Lehrstuhl für Zellphysiologie (Prof. Dr. Dr. Dr. Hanns Hatt) und Barry W. Ache (State University, Florida) haben einen bisher unbekannten zweiten Signalweg in Riechzellen entdeckt. Wird er durch bestimmte Duftstoffe aktiviert, hemmt das die Wahrnehmung anderer Düfte - zwei Düfte heben einander auf. Die Zeitschrift NEURON berichtet in ihrer heutigen Ausgabe über das bahnbrechende Forschungsprojekt.

Sehen, wie die Zelle riecht

Die Riechzellen in der Riechschleimhaut sind hochgradig spezialisierte Duftsensoren: Sie ragen mit ihren Fortsätzen antennenartig in die Nasenhöhle und können dort Tausende verschiedener Geruchsmoleküle identifizieren und unterscheiden. Bisher gingen die Forscher davon aus, dass Duftstoffe an spezielle Rezeptoreiweiße andocken und eine biochemische Reaktionskette auslösen, die die Zelle immer erregt. Am Ende dieser Signalkaskade fließt Calcium aus dem Nasenschleim durch die Zellmembran und erhöht die Calciumkonzentration in der Zelle. Indem die Bochumer Forscher die Aktivität der Riechzellen sichtbar machten, fanden sie nun einen zweiten, hemmenden Signalweg.

Erregende und hemmende Signalwege

Um einzelne Neurone zu untersuchen, mussten sie zunächst mit Hilfe von Enzymen Zellen aus Stücken der Riechschleimhaut herauslösen. Die so isolierten Riechzellen beluden sie mit einem Indikatorfarbstoff (Fura-2), der Calcium anzeigt: Bei erhöhter Konzentration leuchtet er stark. Mit einer Spezialkamera und einem hoch auflösenden Mikroskop konnten die Forscher diese Leuchtkraftunterschiede als Reaktion der Sinneszellen auf eine Vielzahl von Düften messen. So gelang es auch, Duftstoffe zu identifizieren, die einen zweiten bisher unbekannten Signalweg (PI3-Kinaseweg) in Riechzellen aktivieren. Er hemmt die erregende Signalkaskade. Eine Mischung aus einem erregenden und einem hemmenden Duftstoff erzeugt an der Riechzelle keine Erregung mehr. Blockiert man den neu entdeckten Signalweg, kann die Zelle vorher geruchlose Duftsubstanzgemische plötzlich wahrnehmen.

Bisher unterschätzt: die Leistung der Riechzellen

Diese Befunde zeigen erstmals, dass Riechzellen bereits in der Nasenschleimhaut beginnen, komplexe Dufteindrücke zu verrechnen. Eine solche Rolle hatte die Fachwelt bislang, abgesehen von der Retina (Netzhaut), ausschließlich höheren Gehirnregionen zugeordnet. Von ihren Ergebnissen versprechen sich die Bochumer Wissenschaftler neue Untersuchungsansätze für die sensorischen Leistungen der Riechneurone. Damit ist auch ein weites Feld für industrielle Anwendungen eröffnet. So könnte man z.B. stinkende Düfte in ihrer Wirkung auslöschen, ohne den Geruchssinn vollständig zu blockieren.

Titelaufnahme

Barry W. Ache; Hanns Hatt; Marc Spehr; Christian Wetzel: 3-Phosphoinositides modulate cyclic nucleotide signaling in olfactory receptor neurons. In: Neuron, Heft 5/2002 vom 28.02.2002, S. 1-20

Weitere Informationen

Prof. Dr. Dr. Dr. Hanns Hatt, Lehrstuhl für Zellphysiologie, Fakultät für Biologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-26792, Fax: 0234/32-14129, E-Mail: Hanns.Hatt@ruhr-uni-bochum.de

Dr. Josef König | idw

Weitere Berichte zu: Duftstoff Düfte Riechzellen Signalweg Zelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Basis für neue medikamentöse Therapie bei Demenz
27.07.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Biochemiker entschlüsseln Zusammenspiel von Enzym-Domänen während der Katalyse
27.07.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

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: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Basis für neue medikamentöse Therapie bei Demenz

27.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Aus Potenzial Erfolge machen: 30 Rittaler schließen Nachqualifizierung erfolgreich ab

27.07.2017 | Unternehmensmeldung

Biochemiker entschlüsseln Zusammenspiel von Enzym-Domänen während der Katalyse

27.07.2017 | Biowissenschaften Chemie