Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

"Schleusentor" bleibt zu - Hinweise auf mögliche Ursache von Autismus

11.06.2010
Bei einer speziell gezüchteten Fruchtfliege der Art Drosophila melanogaster ist durch einen Gendefekt die Struktur der Verbindungen zwischen Nerv und Muskel gestört: Eine winzige Mutation zerstört die Bauanleitung für ein Protein aus der Familie der sogenannten Neuroligine. Dies haben Forscher der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster und der Freien Universität (FU) Berlin entdeckt. Sie sind davon überzeugt, dass ihre Ergebnisse teilweise auf den Menschen übertragbar sind und Hinweise auf eine mögliche Ursache von Autismus liefern.

Beim Menschen wurden Neuroligine vor allem mit Autismus in Verbindung gebracht. Drastische Veränderungen auf zellulärer Ebene und an Nervenverbindungen konnten aber bis heute nicht nachgewiesen werden. "Deshalb sind die neuen Befunde so aufregend", betont der münstersche Neurobiologe Prof. Dr. Hermann Aberle. "Sie liefern zum ersten Mal Hinweise darauf, dass strukturelle Defekte an Nervenverbindungen das mangelnde Sozialverhalten bei Autismus-Patienten hervorrufen könnten."

Normalerweise setzt eine Nervenverbindung - eine Synapse - auf der sogenannten präsynaptischen Seite am Nervenende chemische Botenstoffe frei, sobald sie durch einen elektrischen Nervenimpuls gereizt wird. An neuromuskulären Verbindungen, also an Schnittstellen zwischen Nerv und Muskel, driften diese Botenstoffe zur Muskelmembran auf der gegenüberliegenden postsynaptischen Seite. Dadurch wird eine Muskelkontraktion ausgelöst. Wie nun die Teams um Prof. Dr. Hermann Aberle vom Institut für Neuro- und Verhaltensbiologie der WWU und Prof. Dr. Stephan Sigrist von der FU Berlin in der angesehenen Fachzeitschrift "Neuron" berichten, sind Neuroligine an der Ausbildung des postsynaptischen Areals beteiligt. Bei einem defekten Neuroligin-Gen geht daher oft die halbe Nervenverbindung verloren. Eine geordnete Übertragung von Botenstoffen ist dann nicht mehr möglich, und die elektrische Kommunikation zwischen Nerven- und Muskelzellen ist gestört. "Es ist, als ob ein Schiff in einer Schleuse stecken bleibt, weil das zweite Schleusentor nicht mehr aufgeht", erklärt Hermann Aberle. Allerdings kommt die Kommunikation an den Nervenverbindungen der Fruchtfliege nicht völlig zum Erliegen. Daher sind die betroffenen Tiere lebensfähig, obwohl sie etwas schwächer sind als ihre Artgenossen.

Autismus ist eine relativ häufige psychische Erkrankung, die etwa jedes 200ste Neugeborene betrifft. Die Entwicklungsstörung ist begleitet von reduzierter Sprachentwicklung und mangelndem Sozialverhalten. Man weiß heute, dass genetische Faktoren eine wesentliche Rolle bei der Entstehung dieser Erkrankung spielen. Im Jahre 2003 brachte der Franzose Thomas Bourgeron defekte Neuroligin-Gene zum ersten Mal mit Autismus in Verbindung. Hermann Aberle und Stephan Sigrist gehen davon aus, dass ihre jüngsten Beobachtungen auf Autismus-Patienten übertragen werden können, da die Funktionsweise und die Struktur der bei den Fliegen untersuchten Nervenverbindungen den Verschaltungen zwischen Nervenzellen im menschlichen Gehirn recht ähnlich sind. "Zukünftige Experimente könnten dies klären. Dank der Fruchtfliege gibt es jetzt erstmals Anhaltspunkte, an denen man anknüpfen kann", betont Daniel Banovic, münsterscher Koautor der Studie.

Der Fluss der Informationen in Netzwerken von Nerven wird im Wesentlichen durch Veränderungen der Aktivität von Synapsen gesteuert. Die Menge an freigesetztem Botenstoff ist dabei proportional der Reizstärke. Sie kontrolliert somit eine Verstärkung oder Abschwächung der synaptischen Aktivität. Stark erregte Nervenverbindungen werden strukturell verstärkt, selten benutze Verbindungen werden abgebaut. "Man nimmt heutzutage an, dass diese dynamische Plastizität eine entscheidende Rolle spielt, wenn Erlerntes dauerhaft abgespeichert werden soll", so Hermann Aberle. Da bei fehlerhaftem Neuroligin-Gen die elektrische Aktivität nur lückenhaft weitergegeben werden kann, könnten die Plastizitätsmechanismen außer Kraft gesetzt sein und das Gleichgewicht von starken und schwachen Synapsen nachhaltig verändern. Eine Verschiebung des synaptischen Gleichgewichts könnte als Auslöser für Verhaltensstörungen bei Autismus-Patienten infrage kommen.

Literatur:

Banovic D. et al. (2010): Drosophila Neuroligin 1 Promotes Growth and Postsynaptic Differentiation at Glutamatergic Neuromuscular Junctions; Neuron, Volume 66, Issue 5, 724-738, DOI 10.1016/j.neuron.2010.05.020

Dr. Christina Heimken | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenster.de/
http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273%2810%2900416-2

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wegbereiter für Vitamin A in Reis
21.07.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Pharmakologie - Im Strom der Bläschen
21.07.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten