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 Krebsdiagnostik: Pinkeln statt Piksen?
25.05.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie
25.05.2018 | Technische Universität Dresden

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: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

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

22.05.2018 | Veranstaltungen

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

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

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