Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese nachgewiesen

21.05.2012
Eine Forschungsgruppe der Universität Ulm hat einen neuartigen molekularen Schalter im Gehirn identifiziert, der eine wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese im Gyrus dentatus spielt, der Unterregion im Hippocampus, in der lebenslang Nervenzellen aus neuralen Stammzellen gebildet werden.

„Unsere Untersuchungen beschreiben erstmals einen neuen und letztlich unerwarteten Signalweg bei der Regulation der Neurogenese im Hippocampus“, sagt Professor Stefan Britsch, Direktor des Instituts für Molekulare und Zelluläre Anatomie, der die Arbeit dieser Tage gemeinsam mit Dr. Ruth Simon im international renommierten Fachblatt EMBO-Journal veröffentlicht. An dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt waren auch renommierte Forschungseinrichtungen in Berlin und in den USA beteiligt.


Schnitt durch den Hippocampus der Maus: Mit Hilfe spezifischer Antikörper werden die Expression und Verteilung von Bcl11b/Ctip2 im Gewebe sichtbar (grünes Signal). Außerdem ist die Verteilung eines nahe verwandten Proteins, Bcl11a/Ctip1 (rotes Signal) dargestellt. Foto: Britsch

Bei dem jetzt identifizierten molekularen Schalter handelt es sich um das von Wissenschaftlern als Zinkfinger-Transkriptionsfaktor bezeichnete Gen Bcl11b/Ctip2. „Wir konnten zeigen, dass dieses Gen spezifisch in Nervenzellen des Gyrus dentatus exprimiert wird“, erklärt Britsch, „diese Beobachtung deutet darauf hin, dass das Gen eine Steuerungsfunktion bei der Entwicklung hippocampaler Nervenzellen besitzen könnte“. Mittels genetischer Verfahren entwickelten die Ulmer Forscher daraufhin ein Mausmodell, in dem das Bcl11b/Ctip2 Gen gezielt in Nervenzellen des Hippocampus ausgeschaltet werden kann.

„Interessanterweise ist in diesen sogenannten konditionalen Knock-out Mäusen die postnatale Neubildung und Differenzierung von Nervenzellen des Gyrus dentatus sehr stark beeinträchtigt“, so der seit vier Jahren in Ulm tätige Forscher. Überdies seien Bcl11b/Ctip2 -defiziente Nervenzellen in den betroffenen Mäusen nicht mehr in der Lage, ihre korrekten synaptischen Partner zu finden und mit diesen funktionierende Kontakte aufzubauen. „In gemeinsam mit Professor Herbert Schwegler vom Anatomischen Institut der Universität Magdeburg durchgeführten Verhaltensstudien konnten wir schließlich nachweisen, dass der Verlust dieses molekularen Schalters zu schweren Lern- und Gedächtnisstörungen führt.“ Letztendlich seien die betroffenen Mäuse nicht mehr in der Lage gewesen, sich den Ort zu merken, wo sie zuvor regelmäßig Nahrung gefunden hatten.

Professor Britsch zufolge war bislang vollständig unklar, über welche nachgeschalteten Signalwege das Bcl11b/Ctip2 Gen die Entwicklung hippocampaler Nervenzellen steuert. „In systematischen genetischen Analysen sind wir völlig unerwartet auf ein altbekanntes Gen gestoßen, das bisher allerdings vor allem in Epithelzellen, zum Beispiel der Haut, untersucht wurde und dort unter anderem für den mechanischen Zusammenhalt der Zellen untereinander verantwortlich ist: Wir konnten zeigen, dass dieses als Desmoplakin bezeichnete Gen direkt von Bcl11b/Ctip2 reguliert wird.“ Mit ausgeklügelten genetischen Experimenten konnten die Ulmer Forscher um Stefan Britsch schließlich nachweisen, dass der Neurogenese-Defekt in Bcl11b/Ctip2 defizienten Mäusen vollständig behoben werden kann, wenn man den betroffenen Nervenzellen Desmoplakin künstlich wieder zurück gibt.

Nun sei das Molekül Desmoplakin zwar schon lange bekannt, „aber in einem ganz anderen Kontext“. Dass es als Zielgen des jetzt identifizierten molekularen Schalters fungiere, bringe „eine neue Sichtweise in das System“, erläutert Professor Britsch.

„Der Hippocampus nimmt in vielerlei Hinsicht eine besondere Stellung innerhalb des menschlichen Gehirns ein, er spielt zum Beispiel eine wichtige Rolle bei Emotionen, beim Lernen und bei der Ausbildung räumlicher Gedächtnisinhalte“, betont Stefan Britsch. Dabei entwickle sich der weit überwiegende Teil seiner Nervenzellen erst sehr spät nach der Geburt und der Hippocampus bilde mit seinem Gyrus dentatus eine von nur zwei Regionen im gesamten Säugergehirn, in der zeitlebens Nervenzellen aus neuralen Stammzellen neu gebildet werden können.

„Die Erforschung der in diesem Zusammenhang entscheidenden Steuerungsmechanismen ist daher nicht nur von Interesse für die Grundlagenforschung, sondern auch von zentraler modellhafter Bedeutung für das bessere Verständnis von neurodegenerativen oder psychischen Erkrankungen des Gehirns, für deren Prävention, aber auch für die Entwicklung neuer, regenerativer Behandlungsstrategien“, sagt Britsch. Bemerkenswerterweise ist der nun entdeckte molekulare Schalter auch beim Menschen zeitlebens aktiv. „Eine besonders spannende Frage wird daher in Zukunft sein, welche Rolle Bcl11b/Ctip2 im erwachsenen Gehirn und während der natürlichen Alterung des Gehirns spielt“, so Stefan Britsch.

Simon R, Brylka H, Schwegler H, Venkataramanappa S, Andratschke J, Wiegreffe C, Liu P, Fuchs E, Jenkins NA, Copeland NG, Birchmeier C, Britsch S. A dual function of Bcl11b/Ctip2 in hippocampal neurogenesis. EMBO Journal 2012 May 15, http://www.nature.com/doifinder/10.1038/emboj.2012.142

Willi Baur | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-ulm.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften