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 Mit grüner Chemie gegen Malaria
21.02.2018 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

nachricht Vom künstlichen Hüftgelenk bis zum Fahrradsattel
21.02.2018 | Frankfurt University of Applied Sciences

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: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

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

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

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