Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit optogenetischen Werkzeugen psychiatrische Krankheitsbilder testen

03.08.2011
Biologen der Humboldt-Universität an Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Nature beteiligt

Verschiedene psychiatrische Krankheiten, wie beispielsweise Autismus und Schizophrenie, manifestieren sich unter anderem auch durch ähnliche kognitive und soziale Verhaltensauffälligkeiten.

Ein verbindendes Merkmal dieser Erkrankungen scheint ein erhöhtes Aktivitätsverhältnis zwischen stimulierenden und hemmenden Neuronen zu sein. Experimentell sind solche Vermutungen nur schwer zu belegen. Mit Hilfe der Optogenetik, einer neuen, innovativen Methode, mit der durch Licht aktivierbare Proteine aus Mikroorganismen in ausgewählte Neuronen eingebracht werden, könnten diese Zusammenhänge aufgeklärt werden.

Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden kürzlich in der Online-Ausgabe von Nature veröffentlicht. In enger Kooperation mit Neurophysiologen aus Stanford hat die Arbeitsgruppe von Peter Hegemann vom Institut für Biologie der Humboldt-Universität einen neuen lichtaktivierten Kanal, Channelrhodopsin (ChR), mit extrem langer Öffnungszeit entwickelt. Dieser ermöglicht es, Neuronen mit einem blauen Millisekunden-Lichtpuls für mehrere Minuten zu aktivieren. Weiterhin wurde eine Channelrhodopsinvariante, die Grünlicht absorbiert, entwickelt. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, zwei Neuronenpopulationen effizient und unabhängig voneinander mit Licht zu aktivieren.

Beide neu eingeführten optogenetischen Werkzeuge wurden in der Gruppe von Karl Deisseroth (Stanford) in stimulierende und hemmende Neuronen des medialen präfrontalen Kortex von Mäusen implementiert. Während das Verhalten der Mäuse beobachtet wurde, konnte durch eine dünne, flexible Glasfaser situationsabhängig Licht ins Gehirn appliziert werden. Extrazelluläre Ableitungen am Gehirn bestätigten, dass eine Erhöhung der Gamma-Wellen zwischen 30 - 80Hz, wie sie bei Schizophrenie und Autismus beobachtet wird, durch Licht ausgelöst werden konnte. Hierbei zeigten die Mäuse bei Lichtstimulation krankheitstypisches Verhalten, das mit sozialen Defiziten korrelierte. Bei gleichzeitiger Aktivierung der Grünlicht absorbierenden ChRs in den hemmenden Neuronen konnte sowohl die erhöhte Aktivität als auch das defizitäre Verhalten kompensiert und normales soziales Verhalten wieder hergestellt werden.

Mit Hilfe dieser neuen optogenetischen Werkzeuge konnte somit gezeigt werden, dass durch Licht aktivierte Neuronen im Kortex der Maus zu Verhaltensänderungen führen, die mit psychiatrischen Krankheiten assoziiert werden können.

Yizhar et al. (2011). Neocortical excitation/inhibition balance in information processing and social dysfunction. Nature doi:10.1038/nature10360.

WEITERE INFORMATIONEN
Prof. Dr. Peter Hegemann
Humboldt-Universität zu Berlin
Institut für Biologie
Unter den Linden 6
10099 Berlin
E-Mail: hegemape@rz.hu-berlin.de

Constanze Haase | idw
Weitere Informationen:
http://www2.hu-berlin.de/biologie/expbp/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt
22.05.2018 | Technische Universität München

nachricht Designerzellen: Künstliches Enzym kann Genschalter betätigen
22.05.2018 | Universität Basel

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: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Im Focus: LZH showcases laser material processing of tomorrow at the LASYS 2018

At the LASYS 2018, from June 5th to 7th, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) will be showcasing processes for the laser material processing of tomorrow in hall 4 at stand 4E75. With blown bomb shells the LZH will present first results of a research project on civil security.

At this year's LASYS, the LZH will exhibit light-based processes such as cutting, welding, ablation and structuring as well as additive manufacturing for...

Im Focus: Kosmische Ravioli und Spätzle

Die inneren Monde des Saturns sehen aus wie riesige Ravioli und Spätzle. Das enthüllten Bilder der Raumsonde Cassini. Nun konnten Forscher der Universität Bern erstmals zeigen, wie diese Monde entstanden sind. Die eigenartigen Formen sind eine natürliche Folge von Zusammenstössen zwischen kleinen Monden ähnlicher Grösse, wie Computersimulationen demonstrieren.

Als Martin Rubin, Astrophysiker an der Universität Bern, die Bilder der Saturnmonde Pan und Atlas im Internet sah, war er verblüfft. Die Nahaufnahmen der...

Im Focus: Self-illuminating pixels for a new display generation

There are videos on the internet that can make one marvel at technology. For example, a smartphone is casually bent around the arm or a thin-film display is rolled in all directions and with almost every diameter. From the user's point of view, this looks fantastic. From a professional point of view, however, the question arises: Is that already possible?

At Display Week 2018, scientists from the Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP will be demonstrating today’s technological possibilities and...

Im Focus: Raumschrott im Fokus

Das Astronomische Institut der Universität Bern (AIUB) hat sein Observatorium in Zimmerwald um zwei zusätzliche Kuppelbauten erweitert sowie eine Kuppel erneuert. Damit stehen nun sechs vollautomatisierte Teleskope zur Himmelsüberwachung zur Verfügung – insbesondere zur Detektion und Katalogisierung von Raumschrott. Unter dem Namen «Swiss Optical Ground Station and Geodynamics Observatory» erhält die Forschungsstation damit eine noch grössere internationale Bedeutung.

Am Nachmittag des 10. Februars 2009 stiess über Sibirien in einer Höhe von rund 800 Kilometern der aktive Telefoniesatellit Iridium 33 mit dem ausgedienten...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

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

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Latest News

Designer cells: artificial enzyme can activate a gene switch

22.05.2018 | Life Sciences

PR of MCC: Carbon removal from atmosphere unavoidable for 1.5 degree target

22.05.2018 | Earth Sciences

Achema 2018: New camera system monitors distillation and helps save energy

22.05.2018 | Trade Fair News

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