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 Kaltwasserkorallen: Versauerung schadet, Wärme hilft
27.04.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Auf dem Gipfel der Evolution – Flechten bei der Artbildung zugeschaut
27.04.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

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: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie