Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Präzise Entwicklung des Rückenmarks

30.06.2017

Eine neue Studie von WissenschaftlerInnen des Francis Crick Institute (London), des IST Austria (Klosterneuburg) und der EPFL (Lausanne) enthüllt, wie verschiedene Arten von Rückenmarks-Nervenzellen während der Embryonalentwicklung an präzise bestimmten Orten gebildet werden.

Wenn Embryonen wachsen und sich entwickeln, müssen sie neue Zellen mit speziellen Identitäten und Funktionen an genau den richtigen Orten innerhalb der Organe bilden. Insbesondere trifft das auf das zentrale Nervensystem zu, wo verschiedene Arten von Nervenzellen, die Neuronen, mit großer Genauigkeit positioniert werden müssen, damit sich die Schaltkreise der Nerven korrekt anordnen können.


Normales Rückenmark (links) zeigt während seiner Entwicklung präzise Muster von Genaktivität. Ist eines der Signale im Rückenmark gestört (rechts), geht die Genauigkeit der Genaktivität verloren.

IST Austria

In ihrer Studie, die in Science erschien, haben Zagorski und seine Kollegen untersucht, wie Zellen in dem Teil des Nervensystems, der sich zum Rückenmark entwickeln wird, ihre präzisen Positionen feststellen. Das interdisziplinäre Team aus Biologen, Ingenieuren und Physikern hat dabei herausgefunden, dass die Zellen zum Messen ihrer genauen Position zwei verschiedene Signale verwenden, die sich von entgegengesetzten Seiten des Rückenmarks ausbreiten.

Diese Signale etablieren das Muster der Genaktivität im Gewebe. Die Genaktivität kontrolliert dann ihrerseits die Produktion verschiedener Typen von Nervenzellen. Viele Faktoren können auf natürliche Weise variieren und Fehler in diesem Prozess verursachen.

Überraschenderweise sind die Muster der Genaktivität von den frühesten Phasen der Rückenmarksentwicklung an äußerst präzise. Akribische Messungen und sorgfältig geplante Experimente zeigten, dass die Zellen im Rückenmark die Kombination dieser zwei Signale interpretieren, um ihre Genaktivität zu justieren. Das erlaubt den Zellen, ihre Position mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu berechnen.

Auf dieser Erkenntnis basierend, entdeckten Zagorski und seine Kollegen die spezifischen Mechanismen, die die Zellen nutzen, um die zwei Signale zu interpretieren. Auf diese Weise konnten sie die Verbindung zwischen der Präzision in der Rückenmarksentwicklung und der Kontrolle der Genaktivität herstellen.

Anna Kicheva erklärt dazu: „In dieser Studie sind wir der Erkenntnis darüber, wie sich die verschiedenen Zelltypen im Rückenmark eines Embryos in einem stereotypischen und präzisen räumlichen Muster organisieren, einen Schritt weiter gekommen. Die quantitativen Messungen und die neuen experimentellen Techniken, die wir verwendet haben, und auch die gemeinsamen Bemühungen von Biologen, Biophysikern und Bioingenieuren waren dafür ausschlaggebend. Sie haben es uns ermöglicht, Einblicke in die außerordentliche Genauigkeit embryonaler Entwicklung zu gewinnen, und haben enthüllt, dass die Zellen eine bemerkenswerte Fähigkeit haben, die Gewebeentwicklung zu orchestrieren.“

James Briscoe kommentiert: „Die Studie eröffnet eine neue Perspektive auf die lange bestehende Frage, wie Gewebe während seiner Entwicklung die richtigen Zellen am richtigen Ort und in der richtigen Menge produziert. Es ist wahrscheinlich, dass ähnliche Strategien auch in anderen sich entwickelnden Geweben zum Einsatz kommen und dass unsere Ergebnisse auch dort von Relevanz sein können. Auf lange Sicht wird das helfen, Stammzellen in Methoden wie der Gewebezüchtung anzuwenden. Allerdings gibt es noch viel zu lernen und wir müssen solche interdisziplinären Kollaborationen weiter vorantreiben, um unser biologisches Wissen zu erweitern.“

Dr. Elisabeth Guggenberger | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
https://ist.ac.at/de/

Weitere Berichte zu: Genaktivität Gewebezüchtung Nervenzellen Rückenmark Zellen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistente Erreger in Haushaltsgeräten
16.02.2018 | Hochschule Rhein-Waal

nachricht Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt
16.02.2018 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

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: 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...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

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

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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