Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Von Fischen über Nervenkrankheiten lernen

15.09.2014

Eizellen vom Zebrafisch liefern neue Erkenntnisse über mögliche Ursachen der neurodegenerativen Erkrankung HSP (erbliche spastische Paraplegien). UMG-Wissenschaftler veröffentlichen in PLoS Genetics.

Bei erblichen spastischen Paraplegien (englisch: hereditary spastic paraplegia, HSP) verkümmern die Fortsätze von Nervenzellen im Rückenmark, die Signale an die untere Hälfte des Körpers senden. Bereits bekannt sind bisher mehr als 50 Gene, die HSP auslösen können. Woran genau die Nerven der Erkrankten zugrunde gehen, ist jedoch noch nicht entschlüsselt.

Eine wirksame Therapie gibt es bisher nicht. Jetzt hat ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Dr. Roland Dosch vom Institut für Entwicklungsbiochemie (Direktor: Prof. Dr. Tomas Pieler) der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und dem Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (GZMB) herausgefunden: Möglicherweise ist ein Defekt im Transport bestimmter Signalmoleküle im Inneren der Nervenzellen für eine Variante der Krankheit verantwortlich.

Die Erkenntnisse der Forscher beruhen auf Untersuchungen von gesunden und erkrankten Eizellen des Zebrafischs „Danio rerio“. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift der Public Library of Science „PLoS Genetics“ veröffentlicht.

Originalpublikation: Kanagaraj P, Gautier-Stein A, Riedel D, Schomburg C, Cerdà J, Vollack N, Dosch R.: Souffle/Spastizin controls secretory vesicle maturation during zebrafish oogenesis. PLoS Genet. 2014 Jun 26;10(6):e1004449. doi: 10.1371/journal.pgen.1004449. eCollection 2014.

TRANSPORTSYSTEM IN ZELLEN ERFORSCHT
Ursprünglich wollte die Arbeitsgruppe untersuchen, wie das Gen „soufflé“ die Entwicklung von Eizellen des Zebrafisches steuert. Bereits bekannt war, dass „soufflé“ notwendig ist, damit Zellen Moleküle aus ihrer Umgebung in kleinen Membranbläschen, den Vesikeln, aufnehmen können. In diesen Vesikeln transportieren Zellen in ihrem Inneren zahlreiche Proteine und andere Verbindungen hin und her – wie ein mikroskopisches Logistikunternehmen, bei dem die Vesikel als Container für die Waren fungieren.

„Wir haben nun entdeckt, dass ‚soufflé‛ auch für den Transport in umgekehrter Richtung unentbehrlich ist“, sagt Dr. Roland Dosch. Eizellen, denen „soufflé“ fehlte, konnten wichtige Proteine nicht mehr nach außen abgeben. Wie die Göttinger Wissenschaftler herausfanden, lag der Fehler bereits beim Beladen der „Container“: Diese konnten sich nicht mehr von der zellulären Sortierstation abschnüren, wo sie ihre Fracht aufnehmen; sie hingen fest.

„Eizellen von einem Fisch haben eine ganze Menge mit einer neurodegenerativen Erkrankung beim Menschen gemeinsam“, sagt Dr. Amandine Gautier-Stein, Mitarbeiterin der Arbeitsgruppe, die inzwischen an der Universität Lyon forscht. „Soufflé ist das Zebrafisch-Pendant zu Spastizin beim Menschen. Und das ist eines der Gene, die die Krankheit HSP auslösen können.“ Die Forscher vermuten daher, dass auch bei HSP-Patienten, die ein defektes Spastizin-Gen besitzen, mit den Vesikeln etwas nicht stimmt.

Die bei HSP-Patienten betroffenen Nervenzellen im Rückenmark haben ausgesprochen lange Fortsätze. Die Fortsätze sind auf Wachstumssignale angewiesen, damit sie funktionstüchtig bleiben. Bei gesunden Menschen sendet die Nervenzelle selbst diese Signale:

Das ständige Weiterleiten von Reizen sorgt dafür, dass die Zelle fortwährend die notwendigen wachstumsfördernden Botenstoffe produziert und sie mit Vesikeln in die Fortsätze verschickt, an deren Enden sie ausgeschüttet werden. Bei Menschen, die an HSP erkrankt sind, funktioniert dies vermutlich nicht. Dadurch verlieren die Betroffenen langsam die Kontrolle über ihre Beine. Irgendwann sind sie vollständig spastisch gelähmt und für den Rest ihres Lebens auf einen Rollstuhl angewiesen. Oft treten weitere Behinderungen auf.

Interessanterweise nutzen Nervenzellen für den Transport der Wachstumssignale genau den gleichen Vesikeltyp wie Zebrafisch-Eizellen, wenn diese Proteine nach draußen senden. „Es könnte sein, dass ein ähnlicher Prozess abläuft wie beim Zebrafisch-Ei mit fehlendem soufflé. Ein Defekt im Spastizin-Gen beim Menschen könnte dazu führen, dass die Nervenzelle die Vesikel nicht mehr auf die Reise schicken kann“, sagt Palsamy Kanagaraj, Doktorand am Institut für Entwicklungsbiochemie der UMG. Die Folge: Die Nervenzell-Fortsätze erhalten keine Wachstumssignale mehr. Sie sterben ab.

Noch ist allerdings unklar, ob sich die beim Zebrafisch gewonnenen Erkenntnisse der Forscher tatsächlich auf die Krankheit HSP übertragen lassen. „Unsere Forschungsergebnisse bieten einen neuen Ansatz, um zu erklären, warum bestimmte Nervenzellen der HSP-Patienten nicht mehr funktionieren. Die Herausforderung wird in Zukunft sein, dieses faszinierende Modell für das menschliche Nervensystem zu bestätigen“, sagt Dr. Dosch.

Stefan Weller | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.universitaetsmedizin-goettingen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Diabetesforschung: Neuer Mechanismus zur Regulation des Insulin-Stoffwechsels gefunden
06.12.2016 | Universität Osnabrück

nachricht Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert
06.12.2016 | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

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: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weiterbildung zu statistischen Methoden in der Versuchsplanung und -auswertung

06.12.2016 | Seminare Workshops

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften