Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine Barriere gegen das Altern von Stammzellen des Gehirns

18.09.2015

Lebenslang bildet das Gehirn aus Stammzellen neue Nervenzellen. Im Alter nimmt die Fähigkeit zur Regeneration allerdings stark ab. Forschende der Universität Zürich haben nun einen neuen Mechanismus entdeckt, dank dem Stammzellen relativ lange Zeit frei von Schäden durch Alterung bleiben. Eine Diffusionsbarriere reguliert während der Zellteilung beispielsweise die Verteilung defekter Eiweisse.

Hefe verwenden wir normalerweise zur Herstellung von Wein, Bier und Brot. Doch Hefezellen sind offenbar auch ein gutes Modell für Stammzellen des Gehirns. Bereits erforscht ist, dass die Hefezelle während der Zellteilung Altersfaktoren ungleich zwischen der Mutter- und Tochterzelle verteilt.


Neurale Stammzellen bilden während Zellteilung Diffusionsbarriere. Die weisse Linie markiert die Umrisse der Stammzelle, blau gefärbt ist die DNA der Zellen.

UZH


Neurale Stammzellen verteilen beschädigte Proteine (rot) mithilfe einer Diffusionsbarriere ungleich (DNA grau). Mit dem Altern der Stammzelle wird Barriere schwächer und Verteilung gleichmässiger.

Damit verjüngt sich die Tochterzelle und ihre Lebensspanne wird grösser. Für diesen Effekt ist eine Barriere mitverantwortlich, die verhindert, dass sich Altersfaktoren während der Zellteilung gleichmässig auf die Tochterzellen verteilen.

Auslagerung der Altersfaktoren

Forschende unter der Leitung von Prof. Sebastian Jessberger vom Institut für Hirnforschung der Universität Zürich ist es nun gelungen, dies auch für neurale Stammzellen der Maus nachzuweisen: Bei jeder Zellteilung werden zelluläre Alterungsfaktoren ungleichmässig zwischen der Mutter- und Tochterzelle verteilt.

Daran mitbeteiligt ist eine Diffusionsbarriere im endoplasmatischen Retikulum, einem Kanalsystem innerhalb der Zelle, das unter anderem wichtig ist für die Bildung und den Transport von Eiweissen. Sie verhindert, dass beschädigte Moleküle während der Zellteilung von der Nicht-Stammtochterzelle zur neugebildeten Stammzelle wandern.

Die Tochterzelle behält die defekten Eiweisse, während die Stammzelle reiner bleibt. «Die Teilung von neuralen Stammzellen scheint viel asymmetrischer zu sein, als wir bisher gedacht haben», erklärt Darcie Moore, Postdoktorandin in der Gruppe von Sebastian Jessberger und Hauptautorin der Studie.

Barriere wird durchlässig

Die Autoren der neuen, in «Science» publizierten Studie stellten zudem fest, dass die Barriere mit fortgeschrittenem Alter der neuralen Stammzellen schwächer wird. Damit nimmt auch die Asymmetrie, also die ungleiche Verteilung der beschädigten Proteine bei der Zellteilung, über die Zeit ab. Dies könnte zur verminderten Regeneration von Stammzellen im alternden Gehirn beitragen. Denn Stammzellen, die weniger rein sind und ein grössere Anzahl der beschädigten Proteine aufweisen, brauchen für die Zellteilung länger.

Sebastian Jessberger meint: «Wir stehen noch ganz am Anfang, den Mechanismus der Diffusionsbarriere für asymmetrische Zellteilung und seine wahre Bedeutung für das Stammzellverhalten zu verstehen.» Zu klären ist beispielweise, ob die Barriere auch während der Zellteilung von anderen Stammzellen im erwachsenen Organismus gebildet wird. Solche Erkenntnisse liessen sich als Grundlage nutzen für neue Therapie-Ansätze bei Erkrankungen, die durch mangelnde Stammzellfunktion ausgelöst werden.

Weitere an der Studie beteiligte Forscher sind Gregor-Alexander Pilz, Institut für Hirnforschung, UZH, Marcos Arauzo-Bravo, Biodonostia Health Research Institute, San Sebastian, Spanien und Yves Barral, Institut für Biochemie, ETH Zürich. Die Arbeit wurde vom Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung, dem Zentrum für Neurowissenschaften der UZH und ETH Zürich, dem EMBO Young Investigator-Programm, dem ETH Fellow-Programm, dem ERC und dem Human Frontier Science-Programm unterstützt.

Literatur:

Darcie L. Moore, Gregor-Alexander Pilz, Marcos J. Araúzo-Bravo, Yves Barral, Sebastian Jessberger. A mechanism for the segregation of age in mammalian neural stem cells. Science, 17. September 2015. doi:10.1126/science.aac9868

Weitere Informationen:

http://www.mediadesk.uzh.ch/articles.html

Evelyne Brönnimann | Universität Zürich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Superkondensatoren aus Holzbestandteilen
24.05.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Was einen guten Katalysator ausmacht
24.05.2018 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

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: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

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

Was einen guten Katalysator ausmacht

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Superkondensatoren aus Holzbestandteilen

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Schaltschrank-Plattform für die Energiewelt

24.05.2018 | Messenachrichten

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