Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schlüsselregulator der Gehirnentwicklung entdeckt

06.03.2009
Stammzell-Forscher am Wiener Institut für molekulare Biotechnologie (IMBA) haben einen zentralen Mechanismus der Gehirnentwicklung entschlüsselt. Sie können nun erklären, wie Stammzellen sich zu Nervenzellen entwickeln und gleichzeitig der Stammzellvorrat erhalten bleibt.

Einer der faszinierendsten Vorgänge im Lauf der Entwicklung von Mensch und Tier ist die Ausbildung des Nervensystems. Beim menschlichen Embryo entstehen um den 20. Tag nach der Befruchtung erste Vorläufer von Nervenzellen. Diese vermehren sich zunächst durch wiederholte Teilungen in immer gleiche Tochterzellen.

Etwa am 26. Tag setzt eine deutliche Spezialisierung ein, es entstehen erste Nervenzellen. Am Höhepunkt der Gehirnentwicklung werden unfassbare 250 000 neue Nervenzellen pro Minute gebildet. Dieser Vorgang, die Entstehung hoch spezialisierter Zellen aus undifferenzierten Stammzellen, ist eines der zentralen Elemente der Entwicklung und zugleich eines der spannendsten Rätsel der Biologie.

Der Neurobiologe Jürgen Knoblich vom Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften fand bereits vor drei Jahren einen ersten Schlüssel zum Verständnis dieses Phänomens. In Gehirnen von Fliegen identifizierte er das Protein Brat, das bei der Teilung von Nerven-Stammzellen immer nur an eine der beiden Nachkommen vererbt wird und damit deren Spezialisierung besiegelt. Die andere Tochterzelle, die aus dieser asymmetrischen Teilung hervorgeht, behält ihren Stammzellcharakter und kann sich weiterhin unbegrenzt teilen. Mutationen im Brat-Gen führen durch ungezügelte Stammzellvermehrung zu tödlichen Tumoren im Fliegenhirn.

Ob der Mechanismus der asymmetrischen Zellteilung bei Säugetieren auf ähnliche Weise reguliert ist, war bis vor kurzem unbekannt. Nun gelang Jürgen Knoblich und seinem Team die Entdeckung eines Brat-ähnlichen Faktors bei Mäusen. Das Protein mit dem Namen TRIM32 regelt im entstehenden Mäusehirn die sensible Balance zwischen Zellteilung und -differenzierung.

Die neuen Erkenntnisse, die die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Cell vorstellen, werden auch zum Verständnis der Gehirnentwicklung beim Menschen beitragen. Sie sind aber noch aus einem anderen Grund bemerkenswert. Auf der Suche nach dem Wirkmechanismus von TRIM32 stießen die Forscher auf mikro-RNAs. Diese kleinen Steuermoleküle wurden erst vor wenigen Jahren entdeckt und waren kurz darauf bereits nobelpreiswürdig. Sie greifen auf vielfältige Weise in die Regulierung des Zellstoffwechsels ein und sind derzeit eines der aufregendsten Forschungsgebiete in der Molekularbiologie. Mindestens die Hälfte aller Gene, so schätzen Wissenschaftler, werden durch mikro-RNAs reguliert. Mit TRIM32 ist nun erstmals ein Protein gefunden worden, das seinerseits mikro-RNAs reguliert.

"Unsere Entdeckung wird der bereits jetzt äußerst dynamischen Forschung mit mikro-RNAs einen weiteren kräftigen Schub verleihen", ist Jürgen Knoblich überzeugt. Auch eine konkrete Anwendung seiner Erkenntnisse kann er sich bereits vorstellen. Werden Stammzellen im Labor kultiviert, etwa zu therapeutischen Zwecken, so könnte die Unterdrückung des Faktors TRIM32 eine besonders reiche Stammzell-Ausbeute bewirken.

Und schließlich könnte die Entwicklung von Nervenzellen uns alle noch etwas angehen. Weiß man doch seit etwa zwei Jahren, dass auch im Gehirn erwachsener Menschen noch Nerven-Stammzellen schlummern. Ob und wodurch diese angeregt werden können, neue Nervenzellen zu bilden, wird eine der nächsten spannenden Fragen in der Neurobiologie sein.

Die Arbeit "The Brat homolog TRIM32 prevents self-renewal in neural progenitors by degrading c-Myc and activating micro-RNAs" (Schwamborn et al.) erscheint am 6. März in der Zeitschrift Cell.

Dr. Heidemarie Hurtl | idw
Weitere Informationen:
http://www.imba.oeaw.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Moos verdoppelte mehrmals sein Genom
15.12.2017 | Philipps-Universität Marburg

nachricht „Flora Incognita“ – Pflanzenbestimmung mit dem Smartphone
15.12.2017 | Technische Universität Ilmenau

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: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

15.12.2017 | Medizin Gesundheit

Moos verdoppelte mehrmals sein Genom

15.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neues Epidemie-Management-System bekämpft Affenpocken-Ausbruch in Nigeria

15.12.2017 | Informationstechnologie