Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Parkinson: Neue Einblicke in Entstehung schädlicher Eiweißablagerungen

09.03.2015

Jülicher Forscher beobachten Pausen im Wachstum von Proteinfibrillen

Zu den Kennzeichen der Parkinson-Krankheit gehören winzige Fäden aus körpereigenem Eiweiß, die sich im Gehirn ablagern. Die Entstehung dieser sogenannten alpha-Synuclein-Fibrillen konnten Forscher aus Jülich und Düsseldorf nun mit einem speziellen Mikroskopieverfahren erstmals direkt und zeitaufgelöst beobachten. Dabei zeigte sich, dass das Fibrillenwachstum einem "Stop and Go"-Muster folgt.


Schön anzusehen, aber schädlich: Was auf den ersten Blick an ein Feuerwerk erinnert, sind Aufnahmen toxischer Proteinfibrillen, deren Wachstum mit Fluoreszenzmikroskopie sichtbar gemacht wurde. Ganz rechts ist ein besonders großes, nach vier Tagen entstandenes Fibrillenbündel zu sehen.

Bildquelle: Forschungszentrum Jülich

Die Ergebnisse wurden in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Journal of Molecular Biology veröffentlicht.

Alpha-Synuclein ist ein Protein, das im Gehirn unter anderem eine Rolle für die Signalübertragung spielt. Bei Parkinson verklebt es jedoch und bildet Aggregate, an die sich mit der Zeit immer mehr Moleküle anlagern. So entstehen fadenförmige Fibrillen, die sich in alle Richtungen ausbreiten.

Weil sie sich vor allem in Hirnregionen ablagern, die bei Parkinson besonders betroffen sind und die eine schädigende Wirkung auf Nervenzellen haben, wird ihnen eine Schlüsselrolle im Krankheitsverlauf zugeschrieben.

"Obwohl diese Strukturen intensiv erforscht werden, kennen wir noch nicht alle Details über die genauen Abläufe bei ihrer Entstehung. Auf solche Informationen könnte es bei der Suche nach wirksamen Therapien aber ankommen – schließlich gibt es für Parkinson noch immer keine ursächliche Behandlungsmöglichkeit", sagt Prof. Dieter Willbold, Direktor am Jülicher Institute of Complex Systems und am Institut für Physikalische Biologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf.

Einem Team von Forschern der beiden Institute ist es jetzt erstmals gelungen, das Längenwachstum einzelner alpha-Synuclein-Fibrillen zeitaufgelöst zu analysieren. Mithilfe der Fluoreszenz-Mikroskopie machten sie dazu 40 Stunden lang regelmäßige Momentaufnahmen von Fibrillen, die auf einem Glasträger wuchsen.

Zusätzlich kam ein spezieller Farbstoff zum Einsatz, der hell aufleuchtete, wenn er mit den Eiweißfäden in Berührung kam. Die Analyse ergab, dass die Fibrillenbildung nicht kontinuierlich verläuft, sondern von regelmäßigen Pausen unterbrochen wird.

Wie es zu diesem "Stop-and-Go"-Muster kommt, ist bis jetzt nicht klar. Das Phänomen ist aber bereits von anderen fibrillenbildenden Proteinen bekannt – so etwa von Amyloid-beta, dessen Aggregate als wahrscheinliche Auslöser der Alzheimerschen Demenz gelten.

Im Vergleich mit den bei dieser Erkrankung auftretenden Aggregaten wachsen alpha-Synuclein-Fibrillen nach Messung der Forscher allerdings wesentlich langsamer. Dies sei wahrscheinlich durch die Form des Proteins bedingt, die das Andocken an die Fibrille erschweren könnte.

Paper inclusive Zeitraffer-Video der Fibrillenentstehung (ScienceDirect)

Originalpublikation:

Wördehoff et al.: Single fibril growth kinetics of alpha-synuclein. J. Mol. Biol. Vol 427, Issue 6, Part B, 27 March 2015, 1428–1435. Online: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022283615000765#ec0010

Ansprechpartner:

Dr. Oliver Bannach
Institute of Complex Systems, Bereich Strukturbiochemie (ICS-6)
Tel.: +49 (0) 2461 61-9448
Email: o.bannach@fz-juelich.de

Pressekontakt:

Peter Zekert
Institute of Complex Systems, Bereich Strukturbiochemie (ICS-6)
Tel.: +49 (0) 2461 61-9711
Email: p.zekert@fz-juelich.de

Peter Zekert | Forschungszentrum Jülich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Wie Fettleibigkeit Brustkrebs aggressiver macht
20.10.2017 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher untersuchen Pflanzenkohle als Basis für umweltfreundlichen Langzeitdünger

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

„Antilopen-Parfüm“ hält Fliegen von Kühen fern

20.10.2017 | Agrar- Forstwissenschaften

Aus der Moosfabrik

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie