Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie sich unterschiedliche Nervenzellen im Auge entwickeln

03.12.2012
Forscher beobachten Entwicklungsprozesse in Fischembryonen mit Hilfe von 4D-Aufnahmen

Wie unterschiedliche Typen von Nervenzellen im sich entwickelnden tierischen Organismus gebildet werden – dazu haben Neurobiologen vom Centre for Organismal Studies (COS) der Universität Heidelberg neue Erkenntnisse gewonnen.

Mit Hilfe von speziellen Mikroskopen konnten sie den Entwicklungsprozess der neuronalen Netzhaut im Auge lebender Zebrafischembryonen beobachten. Über hochauflösende dreidimensionale Aufnahmen im Zeitraffer haben die Forscher gleichzeitig die Teilung von Nervenzellen der Augennetzhaut und Veränderungen der Genexpression verfolgt. Dies ermöglichte ihnen Einblicke, auf welche Weise die beiden Vorgänge während der Entwicklung der Augen gekoppelt sind und wie die Anzahl von unterschiedlichen Zelltypen reguliert wird.

Eine zentrale Frage der Entwicklungs- und Regenerationsneurobiologie befasst sich mit den Wachstumsprozessen im tierischen Organismus: Wie wird gewährleistet, dass im Gehirn die richtige Anzahl von jedem Nervenzelltyp und -subtyp gebildet wird, und wie sieht das Verhältnis zwischen diesen Zellen aus? Die Netzhaut besteht aus vielen verschiedenen Arten von Nervenzellen, die umfassend charakterisiert und bei allen Wirbeltieren gleich sind. Daher eignet sich die Netzhaut, die Retina, besonders gut als Modell zur Untersuchung der neuronalen Entwicklung. Für die Untersuchung dieser retinalen Entwicklungsprozesse nutzten die Forscher Zebrafischembryonen, da diese komplett durchsichtig sind und in raschem Tempo außerhalb des Mutterleibs heranwachsen.

Alle Zellen der Netzhaut, die sich in „erregende“ (exzitatorische) und „hemmende“ (inhibitorische) Nervenzellen unterteilen lassen, entstehen aus einer relativ kleinen Anzahl von allem Anschein nach gleich gearteten Vorläuferzellen. Diese Vorläufer können alle unterschiedlichen Zelltypen der Netzhaut generieren. „Es ist eine Herausforderung zu verstehen, wie jede Vorläuferzelle zur korrekten Anzahl und zum richtigen Subtyp der Nervenzellen beiträgt, die das endgültige retinale Netzwerk bilden. Unsere Arbeit leistet einen Beitrag zum Verständnis, wie unterschiedliche Gene die neuronale Diversität entlang der Abstammungslinie einer Vorläuferzelle gewährleisten. Hier geht es um die Frage, welche Gene nach welchen Zellteilungen definierter Zellen der Retina an- oder ausgeschaltet werden, um bestimmte Typen von Nervenzellen zu generieren“, sagt die Heidelberger Wissenschaftlerin Dr. Lucia Poggi.

Das Team um Dr. Poggi nutzte für die Untersuchungen unterschiedliche transgene Zebrafische, in denen fluoreszent leuchtende Reporterproteine das Vorhandensein verschiedener Gene in sich teilenden Zellen anzeigen. In Zusammenarbeit mit Dr. Patricia Jusuf vom Australian Regenerative Medicine Institute an der Monash University fanden die Forscher heraus, dass bestimmte Arten von erregenden und hemmenden Nervenzellen verwandt sind, also eine gemeinsame Vorläuferzelle haben. Zum ersten Mal ermöglichten 4D-Aufnahmen eine In-vivo-Analyse, wie durch Koordination von Zellteilungsmodus und Genexpression in einzelnen retinalen Vorläufern von erregenden Zellen die Entstehung von bestimmten hemmenden Zellen reguliert wird.

Aus ihren Erkenntnissen haben die Forscher ein Modell dieser Prozesse entwickelt, das die Abstammung neuronaler Subtypen und die Bildung von neuronalen Schaltkreisen in der natürlichen Umgebung des Wirbeltier-Gehirns erklärt. Die Forschungsergebnisse wurden im „Journal of Neuroscience“ veröffentlicht.

Informationen im Internet sind unter http://www.cos.uni-heidelberg.de/index.php/j.wittbrodt/l.poggi?l=_e zu finden.

Originalveröffentlichung:
P.R. Jusuf, S. Albadri, A. Paolini, P.D. Currie, F. Argenton, S. Higashijima, W.A. Harris, and L. Poggi: Biasing Amacrine Subtypes in the Atoh7 Lineage through Expression of Barhl2, The Journal of Neuroscience, 3 October 2012, 32(40): 13929-13944; doi: 10.1523/JNEUROSCI.2073-12.2012
Kontakt:
Dr. Lucia Poggi
Centre for Organismal Studies
Telefon (06221) 54-6494
lucia.poggi@cos.uni-heidelberg.de
Kommunikation und Markting
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de
http://www.cos.uni-heidelberg.de/index.php/j.wittbrodt/l.poggi?l=_e

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Optische Schalter - Lernen mit Licht
27.08.2015 | Ludwig-Maximilians-Universität München

nachricht Pflanzlicher „Stahlbeton“: Grazer Biochemiker klären Lignin-Biosynthese
27.08.2015 | Technische Universität Graz

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: Optische Schalter - Lernen mit Licht

Einem deutsch-französischen Team ist es gelungen, einen lichtempfindlichen Schalter für Nervenzellen zu entwickeln. Dies ermöglicht neue Einblicke in die Funktionsweise von Gedächtnis und Lernen, aber auch in die Entstehung von Krankheiten.

Lernen ist nur möglich, weil die Verknüpfungen zwischen den Nervenzellen im Gehirn fortwährend umgebaut werden: Je häufiger bestimmte Reizübertragungswege...

Im Focus: What would a tsunami in the Mediterranean look like?

A team of European researchers have developed a model to simulate the impact of tsunamis generated by earthquakes and applied it to the Eastern Mediterranean. The results show how tsunami waves could hit and inundate coastal areas in southern Italy and Greece. The study is published today (27 August) in Ocean Science, an open access journal of the European Geosciences Union (EGU).

Though not as frequent as in the Pacific and Indian oceans, tsunamis also occur in the Mediterranean, mainly due to earthquakes generated when the African...

Im Focus: Membranprotein in Bern erstmals entschlüsselt

Dreidimensionale (3D) Atommodelle von Proteinen sind wichtig, um deren Funktion zu verstehen. Dies ermöglicht unter anderem die Entwicklung neuer Therapieansätze für Krankheiten. Berner Strukturbiologen ist es nun gelungen, die Struktur eines wichtigen Membranproteins zu entschlüsseln – dies gelingt relativ selten und ist eine Premiere in Bern.

Membranproteine befinden sich in den Wänden der Zellen, den Zellmembranen, und nehmen im menschlichen Körper lebenswichtige Funktionen wahr. Zu ihnen gehören...

Im Focus: Quantenbeugung an einem Hauch von Nichts

Die Quantenphysik besagt, dass sich auch massive Objekte wie Wellen verhalten und scheinbar an vielen Orten zugleich sein können. Dieses Phänomen kann nachgewiesen werden, indem man diese Materiewellen an einem Gitter beugt. Eine europäische Kollaboration hat nun erstmals die Delokalisation von massiven Molekülen an einem Gitter nachgewiesen, das nur noch eine einzige Atomlage dick ist. Dieses Experiment lotete die technischen Grenzen der Materiewellentechnologie aus und knüpft dabei an ein Gedankenexperiment von Bohr und Einstein an. Die Ergebnisse werden aktuell im Journal "Nature Nanotechnology" veröffentlicht.

Die quantenmechanische Wellennatur der Materie ist die Grundlage für viele moderne Technologien, wie z. B. die höchstauflösende Elektronenmikroskopie, die...

Im Focus: Auf Zeitreise in die Vergangenheit von Randmeeren: IOW-Expedition erkundet kanadische Küstengewässer

Wie und warum haben sich küstennahe Gewässer im Lauf der letzten Jahrzehnte und Jahrhunderte verändert? Wie kann man unterscheiden, welche Prozesse natürlicher Weise dazu beigetragen haben und welche durch den Einfluss des Menschen angestoßen wurden? Lässt sich die Ostsee als intensiv erforschtes Modell mit anderen Randmeeren vergleichen? Diese Fragen stehen im Mittelpunkt der Expedition der MARIA S. MERIAN, die am 25. August 2015 im kanadischen Halifax startet und das Forschungsschiff unter Federführung des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) in den Sankt-Lorenz-Strom und den Sankt-Lorenz-Golf und anschließend entlang der Küste von Labrador bis in die Hudson-Straße führt.

Mit an Bord sind insgesamt 25 WissenschaftlerInnen, darunter 15 vom IOW und 10 weitere
kanadische und U.S.-amerikanische Forschungspartner. Koordiniert wird...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konzepte gegen Fachkräftemangel: Demografiekonferenz in Halle

27.08.2015 | Veranstaltungen

Neue Lösungen für Passivierung und Wafering: Fraunhofer CSP auf der EU PVSEC

27.08.2015 | Veranstaltungen

Tagung des CHF-KL: Industrie 4.0 und Digitalisierung - Herausforderungen für das Personalmanagement

27.08.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Tiefer Blick in die Mechanismen von Halos

27.08.2015 | Physik Astronomie

Forschungsteam der Universität Hamburg beobachtet Auferstehung eines kosmischen (Radio-)Phönix

27.08.2015 | Physik Astronomie

Erfolgreiche Bor-Dotierung von Graphen-Nanoband

27.08.2015 | Physik Astronomie