Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Signalweg entdeckt: Wie synaptische Aktivität den Proteinhaushalt in Neuronen reguliert

11.02.2015

Synapsen bilden die Kontaktstellen von Nervenzellen zueinander. Mehr als 1000 verschiedene Proteinbausteine befinden sich in einer einzelnen Synapse und viele von ihnen sind in ihrer Funktion immer noch rätselhaft. CtBP1 – die Kurzform für das C-terminal bindende Protein 1 – ist eines dieser Eiweiße. In langjähriger Forschung ist es dem Team um Dr. Anna Fejtová vom Magdeburger Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) gelungen, eine wichtige Funktion von CtBP1 in Nervenzellen aufzuklären. Die Ergebnisse wurden in einem kürzlich veröffentlichen Beitrag im renommierten Fachmagazin The EMBO Journal vorgestellt.

CtBP1 ist ein Protein, dessen Funktion darin besteht, die Produktion neuer Proteine in der Zelle zu hemmen. Da dieser Prozess in verschiedenen Körperzellen eine Rolle spielt, ist CtBP1 in unterschiedlichen Zelltypen zu finden. Obwohl bereits seit Jahren bekannt ist, dass das Eiweiß ebenso in Nervenzellen vorkommt, war bisher wenig über seine Aufgaben im Nervensystem bekannt.


Dr. Anna Fejtová, Anika Dirks, Daniela Ivanova, Prof. Dr. Eckart D. Gundelfinger (v.l.n.r.)

LIN/Reinhard Blumenstein

Die Forscher vom LIN konnten in Zusammenarbeit mit Humangenetikern von der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg zeigen, dass sich CtBP1 nicht nur im Zellkern befindet – dem Ort der Genregulation, wo über die Herstellung neuer Proteine entschieden wird. Auch in den Präsynapsen, den Kontakt- und Kommunikationsstellen zwischen den Nervenzellen, ist es vorhanden.

„So ein duales Verteilungsmuster eines Moleküls in diesen beiden Kompartimenten einer Nervenzelle ist äußerst selten und könnte auf eine direkte Kopplung der neuronalen Aktivität und der Genregulation hindeuten“, kommentieren die Wissenschaftler ihre Entdeckung.

Außerdem hat die Forschergruppe die Auswirkungen von erhöhter Aktivität im Netzwerk der Nervenzellen auf die Funktionsweise von CtBP1 untersucht. Dabei konnten sie bestätigen, dass die Funktionsweise des Proteins vom Stoffwechsel der Zelle beeinflusst wird: Ist eine Nervenzelle aktiv, erhöht sich deren Stoffwechsel und CtBP1 wandert vom Zellkern in die Präsynapse, wo es an Gerüstproteine wie Bassoon oder Piccolo binden kann.

Dadurch dass sich nun weniger CtBP1 im Zellkern befindet, wird auch das Ablesen der von CtBP1 regulierten Gene nicht mehr blockiert. Durch das Lösen der „Bremse“ werden mehr Proteine produziert, die von der aktiven Zelle gebraucht werden. Verringert sich der Stoffwechsel infolge sinkender Aktivität jedoch wieder, wandert CtBP1 zurück in den Zellkern und blockiert die Proteinbiosynthese erneut.

„Bisher hat noch niemand vor uns bewiesen, dass CtBP1 sowohl im Zellkern als auch an der Präsynapse vorkommt und zwischen diesen Orten in beide Richtungen transportiert werden kann“, beschreibt Gruppenleiterin Fejtová den Durchbruch. Sie ergänzt: „Somit können synaptische Signale über CtBP1 ihre Spuren im Zellkern hinterlassen.“

Der ebenfalls an der Studie beteiligte wissenschaftliche Direktor des LIN, Eckart Gundelfinger, fügt hinzu: „Der beschriebene Mechanismus könnte der Einspeicherung von Informationen im Zellkern von Nervenzellen dienen und so an der Gedächtnisbildung beteiligt sein. Das wollen wir nun in zukünftigen Studien klären.“

Die Erkenntnisse können also für weitere angewandte Forschungen genutzt werden, so zum Beispiel für die Ursachenforschung bei Hirnerkrankungen wie neuropsychiatrischen und neurodegenerativen Störungen oder auch Epilepsie.

Der komplette Fachartikel ist online verfügbar unter:
http://emboj.embopress.org/content/early/2015/02/04/embj.201488796

Das Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) in Magdeburg ist ein Zentrum für Lern- und Gedächtnisforschung.

LIN-Ansprechpartner:
Dr. Anna Fejtová
Tel.: +49-391-6263-93321
E-Mail: anna.fejtova@lin-magdeburg.de

Weitere Informationen:

http://emboj.embopress.org/content/early/2015/02/04/embj.201488796

Sophie Ehrenberg | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Mechanismus der Gen-Inaktivierung könnte vor Altern und Krebs schützen
23.02.2017 | Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)

nachricht Alge im Eismeer - Genom einer antarktischen Meeresalge entschlüsselt
23.02.2017 | Universität Konstanz

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: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie