Schlüsselmechanismen für die Regeneration von Nervenzellen identifiziert

Professorin Magdalena Götz. | © LMU

Forschende von LMU und Helmholtz Munich zeigen, wie Gliazellen mithilfe epigenetischer Modifikationen zu Neuronen umprogrammiert werden.

Neurologische Erkrankungen wie Trauma, Schlaganfall, Epilepsie und verschiedene neurodegenerative Erkrankungen führen häufig zu einem dauerhaften Verlust von Nervenzellen, was zu erheblichen Beeinträchtigungen der Gehirnfunktion führt. Die derzeitigen Behandlungsmöglichkeiten sind begrenzt, weil es immer noch eine Herausforderung ist, verloren gegangene Nervenzellen zu regenerieren. Die neuronale Reprogrammierung, ein komplexes Verfahren, bei dem ein Zelltyp in einen anderen umgewandelt wird, bietet eine vielversprechende Strategie. In Zellkultur und in lebenden Organismen können Gliazellen – also nicht neuronale Zellen des zentralen Nervensystems – erfolgreich in funktionelle Neuronen umgewandelt werden. Die an dieser Umprogrammierung beteiligten Prozesse sind jedoch komplex und noch nicht ausreichend verstanden. Diese Komplexität stellt eine Herausforderung, aber auch eine Motivation für Forschende auf dem Gebiet der Neurowissenschaften und der regenerativen Medizin dar.

Umstrukturierung des Epigenoms

Zwei Teams, eines unter der Leitung von Magdalena Götz, Inhaberin des Lehrstuhls für Physiologische Genomik an der LMU, Direktorin des Instituts für Stammzellforschung bei Helmholtz Munich und Mitglied im Exzellenzcluster SyNergy, und das andere unter der Leitung von Boyan Bonev am Helmholtz Pioneer Campus, haben die molekularen Mechanismen untersucht, mit denen Gliazellen mithilfe eines einzigen Transkriptionsfaktors in Neuronen umgewandelt werden. Dabei konzentrierten sich die Forschenden auf kleine chemische Modifikationen des Erbguts, sogenannte epigenetische Veränderungen. Das Epigenom trägt dazu bei, zu kontrollieren, welche Gene in verschiedenen Zellen zu verschiedenen Zeitpunkten aktiv sind. Die Teams konnten nun zum ersten Mal zeigen, wie koordiniert die Umstrukturierung des Epigenoms durch einen einzigen Transkriptionsfaktor gesteuert wird.

Mit Hilfe neuartiger Methoden der Epigenomprofilierung deckten die Forschenden auf, dass eine posttranslationale Modifikation des reprogrammierenden neurogenen Transkriptionsfaktors Neurogenin2 die epigenetische Umstrukturierung und die neuronalen Reprogrammierung maßgeblich beeinflusst. Allerdings genügt der Transkriptionsfaktor allein nicht, um die Gliazellen umzuprogrammieren: Die Forschenden identifizierten ein neuartiges Protein, den Transkriptionsregulator YingYang1, als Schlüsselfaktor für diesem Prozess. YingYang1 ist notwendig, um das Erbgut für die Umprogrammierung zu öffnen, und interagiert dafür mit dem Transkriptionsfaktor. „Das Protein Ying Yang 1 ist entscheidend, um die Umwandlung von Astrozyten in Neuronen zu erreichen“, erklärt Götz. „Diese Erkenntnisse sind wichtig, um die Reprogrammierung von Gliazellen zu Neuronen zu verstehen und zu verbessern, und bringen uns damit therapeutischen Lösungen näher.“

Allwyn Pereira, Jeisimhan Diwakar, Giacomo Masserdotti, Sude Beşkardeş, Tatiana Simon, Younju So, Lucía Martín-Loarte, Franziska Bergemann, Lakshmy Vasan,, Tamas Schauer, Anna Danese, Riccardo Bocchi, Maria Colomé-Tatché, Carol Schuurmans, Anna Philpott, Tobias Straub, Boyan Bonev, Magdalena Götz: Direct neuronal reprogramming of mouse astrocytes is associated with multiscale epigenome remodeling and requires Yy1. Nature Neuroscience 2024

https://www.lmu.de/de/newsroom/newsuebersicht/news/schluesselmechanismen-fuer-die-regeneration-von-nervenzellen-identifiziert.html

Media Contact

LMU Stabsstelle Kommunikation und Presse
Ludwig-Maximilians-Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Mit Digitalisierung CO2 einsparen

»SiPro« reduziert den Energieverbrauch in der Warmmassivumformung. Erst durch Umformschritte wie Freiformschmieden, werkzeuggebundenes Schmieden (Gesenkschmieden) oder Walzen erhalten zahlreiche Metallteile ihre gewünschte Form. Der Weg zum fertigen Bauteil erfordert oft…

HIV-Behandlung bei Kindern und Jugendlichen verbessern – aber richtig!

Weltweit leben etwa 2,6 Millionen Kinder und Jugendliche mit HIV, die grosse Mehrheit von ihnen in Afrika. Bei ihnen versagen Therapien deutlich häufiger als bei Erwachsenen. Fachleute gingen lange davon…

Zentraler Treiber für Entwicklung von Epithelkrebs identifiziert

Ein Signalweg namens TNF-α steuert die Umwandlung von Epithelzellen, der obersten Zellschicht von Haut und Schleimhäuten, in aggressive Tumorzellen. Schreitet eine Krebserkrankung fort, aktivieren die Zellen ihr eigenes TNF-α-Programm und…

Partner & Förderer