Anzeige
The protein helps synapses develop. Synapses--through which neurons communicate with one other-underlie our ability to learn and remember. Now Li-Huei Tsai, Picower Professor of Neuroscience at MIT, has uncovered an enzyme that is key to that protein's activity.
Synapses are complex structures consisting of ion channels, receptors and intricate protein complexes that all work together to send and receive signals. Improperly formed synapses could lead to mental retardation, and mutations in genes encoding certain synaptic proteins are associated with autism.
Tsai studies a kinase (kinases are enzymes that change proteins) called Cdk5. While Cdk5's best-known role is to help new neurons form and migrate to their correct positions during brain development, "emerging evidence supports an important role for Cdk5 at the synapse," she said.
To gain a better understanding of how Cdk5 promotes synapse formation, Tsai's lab looked into how Cdk5 interacts with synapse-inducing proteins-in particular, a protein called CASK. CASK--a key scaffolding protein-is one of the first proteins on the scene of a developing synapse.
Scaffolding proteins such as CASK are like site managers, supporting protein-to-protein interactions to ensure that the resulting architecture is sound. Mutations in the genes responsible for Cdk5 and CASK have been found in mental retardation patients.
"We found that Cdk5 is critical for recruiting CASK to do its job for developing synapses," Tsai said. "Without Cdk5, CASK was not in the right place at the right time, and failed to interact with essential presynaptic components. This, in turn, led to problems with calcium influx." The flow of calcium in and out of neurons affects processes central to nervous system development and plasticity--its ability to change in response to experience.
Gene mutations and/or deletions in synaptic cell surface proteins and molecules called neurexins and neuroligins have been associated with autism. The problem with CASK recruitment investigated by the Tsai laboratory creates the same result as these genetic changes.
The Picower study also provides the first molecular explanation of how Cdk5, which also may go awry in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's, promotes synapse development.
"There are still a lot of unknowns," said Tsai, who is also a Howard Hughes Medical Institute investigator. "Causes for psychiatric disorders are still very unclear, but accumulating evidence strongly suggests that alterations in the synaptogenesis program can lead to these serious diseases."
In addition to Tsai and Picower researcher Benjamin A. Samuels, co-authors are associated with Harvard Medical School; Johns Hopkins University School of Medicine; McLean Hospital in Belmont, Mass.; and Academia Sinica in Taiwan.
This work is supported by the National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS).
Written by Debbie Halber, Picower Institute for Learning and Memory at MIT
Elizabeth A. Thomson | Quelle: MIT News Office
Weitere Informationen: web.mit.edu/newsoffice/www
www.mit.edu
Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert
08.02.2012 | Max-Planck-Institut für medizinische Forschung
Obstacles No Barrier to Higher Speeds for Worms
08.02.2012 | New York University
Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst
Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...
Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.
Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.
Das System ...
Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.
Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.
Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...
Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.
Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...
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 ...
Anzeige
Anzeige

Zwerggalaxie hat großen Hunger
08.02.2012 | Physik Astronomie
Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert
08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie
Obstacles No Barrier to Higher Speeds for Worms
08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie
»Jede Sekunde zählt« Erster Internationaler Kongress zu Rettungsdienstsystemen in Neu Delhi
08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Bauwerke gebrauchstauglich halten
08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Wissenschaft im Dialog-Veranstaltungen im Wissenschaftsjahr 2012
08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten