Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

"Booster rocket" malfunction implicated in Huntington ’s disease

09.07.2004

Anzeige


Neuronal cell showing the cells “skeleton” : actin micro filaments in red and micro-tubules
network in green.


CNRS and Inserm research scientists at the Institut Curie have shed new light on the function of huntingtin, the protein whose mutation underlies Huntington ’s disease. This neurodegenerative disease,like Alzheimer ’s or Parkinson ’s,is characterized by the abnormal death of certain neurons.

The scientists have discovered that huntingtin,like a "booster rocket ",accelerates the transport of a neuron survival factor. When huntingtin is mutated, the “booster rocket ” malfunctions, transport slows, protection wanes, and neurons die.

This discovery, published in the 9 July 2004 issue of Cell, could in time lead to novel therapeutic methods of blocking the accelerated death of neurons.

Huntington ’s disease is a genetic disorder which affects some 6 000 people in France and concerns over 12 000 carriers of the mutated gene who for the time being are free of clinical signs. It is characterized by uncontrollable movements, personality changes, dementia and death 10 to 20 years after onset of the first symptoms.

The gene responsible for this disease has been identified. It codes for the protein huntingtin, whose function until now has been poorly understood. One thing is sure, huntingtin protects neurons against cell death. But when it is mutated, the reverse happens: by a mechanism as yet unelucidated, the mutation in huntingtin leads to accelerated death of neurons in the striatum, the brain region where Huntington ’s disease arises.

Huntingtin: a "booster rocket"

To understand how huntingtin controls neuronal survival, Laurent Gauthier and Bénédicte Charrin, directed by Sandrine Humbert 1 and Frédéric Saudou 2 at the Institut Curie, used 3D videomicroscopy to observe the effect of huntingtin.

In its normal state, huntingtin "boosts" the transport of BDNF 3, which is needed for survival of neurons in the striatum. BDNF "manufactured "in the cortex is thus transported to the striatum:

  • along microtubules acting as "rails": these long specialized filaments are uniformly distributed in cells and transport molecules to their destinations;
  • by molecular motors acting as "locomotives": these motor proteins harness the energy of ATP to "run"along the microtubular “rails ”in one direction with proteins in tow.

When apoptosis goes wrong...

In all organisms, cells develop, reproduce, and die. But cell death occurs in more than one way: accidentally – this is necrosis – or "by choice"– this is apoptosis. This programmed death eliminates excess cells or gets rid of damaged and thus potentially harmful cells.The least anomaly in apoptosis can lead to fateful dysfunction. Numerous diseases bear witness to this:

  • when apoptosis is blocked,damaged cells are no longer eliminated and there is then a risk of cancer
  • likewise, accelerated apoptosis results in abnormal loss of neurons which gives rise to certain neurodegenerative diseases like Alzheimer ’s disease, Parkinson’s disease or Huntington’s disease.

The research team has shown that when huntingtin is normal BDNF is transported to the striatal neurons at high speed, but when huntingtin is altered transport slows greatly. In the long term, this slowing of BDNF trafficking compromises survival of striatal neurons.

This slowdown could also explain the late onset of Huntington’s disease. In the early years, BDNF continues to reach the neurons of the striatum, albeit more slowly, and blocks the apoptotic effect of mutant huntingtin. BDNF levels then gradually decrease in the striatal neurons – perhaps due to the effect of other factors – and the apoptosis induced by mutant huntingtin can no longer be "thwarted". It is known, moreover, that there is less BDNF in the striatal neurons of Huntington’s disease patients.

Although still at the research stage, this work opens up new investigational pathways in the treatment of Huntington’s disease. If we could "accelerate" the transport of BDNF to the striatal neurons, we may be able to "deactivate" apoptosis by blocking the effect of mutant huntingtin. In the longer term, other diseases, like cancer, in which apoptosis plays a fundamental role, could also benefit from these discoveries.

Reference
"Huntingtin controls neurotrophic support and survival of neurons by enhancing BDNF vesicular transport along microtubules" Laurent R.Gauthier1, Bénédicte C.Charrin1, Maria Borrell-Pagès1, Jim P.Dompierre1, Hélène Rangone1, Fabrice P.Cordelières1, Jan De Mey1, Marcy E.MacDonald2, Volkmar Leßmann3, Sandrine Humbert1, Frédéric Saudou1
Cell,9 July 2004

1UMR 146 CNRS/Institut Curie,Paris,France
2Molecular Neurogenetics Unit,Massachusetts General Hospital,Charlestown,Massachusetts,USA
3 Institut für Physiologie &Pathophysiologie,Johannes Gutenberg-Universität Mainz,Germany

Huntington’s disease, also called Huntington’s chorea, is a rare neurological disorder which affects 1 in 10 000 people and begins between 35 and 50 years of age. The most striking symptoms are involuntary and jerky movements of the arms and legs, head and neck (chorea). There are also mental disorders (anxiety, irritability, depression) and intellectual deterioration progressing to dementia. Death occurs 15 to 20 years after disease onset due to complications (pulmonary embolism, pneumonia, other infections).

Clinical diagnosis is often difficult and time-consuming because symptoms vary greatly and can easily be confused with those of mental disturbances. Diagnosis must be confirmed by brain examination (MRI)or genetic testing. When there are various cases in a family, a predictive genetic test can be performed. However, genetic testing should be thought through carefully, as the first symptoms appear relatively late and, for the moment, there are no treatments to delay their onset or slow their progression.

A mutant protein: huntingtin

Huntington’s disease is an autosomal dominant genetic disorder: when one of the parents carries the mutant gene, 50%of their children will inherit the mutation and one day develop the disease. The IT15 gene, which is responsible for the disease, is located on chromosome 4 and directs synthesis of a protein called huntingtin. In its normal state, huntingtin contains a stretch of amino acid (glutamine)repeats. When mutation causes an abnormal polyglutamine expansion to above a certain threshold (35 to 40 glutamines), huntingtin induces the disease: the more glutamine repeats, the sooner the symptoms appear.

Catherine Goupillon | Quelle: Instiut Curie
Weitere Informationen: www.curie.fr

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sharp images from the living mouse brain
07.02.2012 | Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, Göttingen

nachricht Chemists Develop More Efficient Protein Labeling
07.02.2012 | North Carolina State University

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: Bronze-Matrjoschka: hocheffiziente Katalysatoren und Nanoröhrchen mit ungewöhnlicher Symmetrie


Eine Puppe in der Puppe und noch eine drumherum – so erklärt Thomas Fässler seine Moleküle: Er packt ein Atom in einem Käfig in noch ein weiteres Atomgerüst.

Mit ihrer großen Oberfläche könnten solche Strukturen als hocheffiziente Katalysatoren dienen. Wie bei dem russischen Holzspielzeug sitzt ganz innen drin ein einzelnes kleines Zinnatom, eingepackt in eine Hülle aus zwölf Kupferatomen, und diese ist nochmals umgeben von weiteren 20 Zinnatomen.

In der Arbeitsgruppe von Professor Fässler am Institut für Anorganische ...

Im Focus: Notunterkünfte für Katastrophengebiete


Eine Notunterkunft muss schnell verfügbar, kostengünstig, leicht zu transportieren und unkompliziert im Aufbau sein.

In der Katastrophenhilfe ist daher das Zelt die erste Wahl. Doch oft wird aus dem Provisorium ein Dauerzustand, der sich über Jahre erstrecken kann. Ziel des Projektes Architekturstudierender am KIT: ein Ansatz, der die Lebensbedingungen in solchen Zeltlagern verbessert. Mit der sechseckigen Konstruktion „x-tent.me“ entwickelten sie eine Übergangsform zwischen temporärer ...

Im Focus: Was Larven hungrig macht


Viele Insektenlarven fressen Pflanzen und richten so in der Landwirtschaft Schaden an. Wie wird das Fressverhalten der Larven gesteuert, welche Hormone sind daran beteiligt? Das untersuchen Wissenschaftler vom Biozentrum der Universität Würzburg. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert ihr Projekt.

Ob ein Mensch Hunger spürt oder sich satt fühlt, wird durch ein komplexes Signalnetzwerk in seinem Organismus bestimmt. Daran beteiligt sind Nervensystem, Magen-Darm-Trakt, Bauchspeicheldrüse und Fettzellen, wobei diese Akteure über so genannte Neuropeptide wie Orexin und über Peptidhormone wie Insulin oder Leptin miteinander kommunizieren. Peptide von diesem Typus spielen im ...

Im Focus: Getriebelose 6-Megawatt-Windturbine am Markt


Siemens hat eine getriebelose Windenergieanlage mit sechs Megawatt (MW) Leistung für den Offshore-Einsatz auf den Markt gebracht.

Windturbinen ohne Getriebe zeichnen sich durch ein robustes Design und ein geringes Gesamtgewicht aus. Diese Kombination senkt Infrastruktur-, Installations- und Wartungskosten und steigert die Energieausbeute und damit die Rentabilität über die gesamte Lebensdauer der Anlage. Die Rotorblätter der SWT-6.0-Windturbine sind mit 75 Meter Länge die größten für 6-MW-Anlagen.

Sie basieren auf ...

Im Focus: Ultrahochspannung: Schalter für 1,2 Megavolt


Siemens hat den weltweit ersten Leistungsschalter entwickelt, der bei Spannungen von 1,2 Millionen Volt arbeitet.

Solche Ultrahochspannungen erhöhen die Übertragungskapazität von Stromleitungen und bieten so die Möglichkeit, auf relativ wenigen Trassen große Mengen elektrischer Energie zu transportieren.

Leistungsschalter werden in Umspannwerken eingesetzt, um einzelne Stromleitungen zu- oder abzuschalten. Der neue Schalter ist für eine Testinstallation im indischen Bina bestimmt. Indien setzt auf die Ultrahochspannungs-Technik, um seine ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

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

Mit Hitze Daten speichern

07.02.2012 | Physik Astronomie

Sharp images from the living mouse brain

07.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

Wir sind Übermorgenmacher

07.02.2012 | Architektur Bauwesen

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Zuverlässig und sicher fahren mit alternativen Antrieben

07.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

II. HHL-Energiekonferenz zu “Smart Cities“

07.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

GI-VDE-Forum zum Thema IT-Sicherheit auf der CeBIT am 9. März 2012 ab 11:00 Uhr

07.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp