Evolutionäre Verwandtschaft des Gehirns bei Fliegen und Menschen

Im Vergleich zum Säugetier lassen sich dabei wichtige entwicklungsbiologische Parallelen in der Gehirnbildung nachweisen. Diese neu entdeckte Ähnlichkeit in der Neurogenese bei Fliegen und Säugern ist ein weiterer wichtiger Hinweis auf die erstaunliche evolutionäre Verwandtschaft aller Gehirne. Die Forschungsresultate sind in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Neural Development“ veröffentlicht.

Die Nervenzellen im Gehirn der Taufliege Drosophila entstehen aus Vorläuferzellen, den so genannten Neuroblasten. Alle bisherigen Untersuchungen haben gezeigt, dass die Neuroblasten sich bei der Nervenzellbildung wie neuronale Stammzellen verhalten: Sie teilen sich in asymmetrischer Weise, erneuern sich dabei selbst und bilden kleinere Tochterzellen. Diese Tochterzellen teilen sich dann aber nur noch ein Mal, um schliesslich je zwei Nervenzellen auszubilden.

Bei Säugetieren entstehen die Nervenzellen des Gehirns ebenfalls aus stammzell-ähnlichen Vorläuferzellen in ähnlicher Weise. Im Gegensatz zu den Nervenzellen der Taufliege bilden die Vorläuferzellen im Säugergehirn aber eine viel grössere Anzahl von Nervenzellen. Die von ihnen produzierten kleineren Tochterzellen haben die Fähigkeit, sich mehrmals zu teilen, bevor sie zur abschliessenden Nervenzellbildung übergehen. Die Tochterzellen verhalten sich gewissermassen wie „Miniatur-Vorläuferzellen“ und können viele Nervenzellen erzeugen, was zu einer bemerkenswerten Steigerung der Nervenzellanzahl im Säugergehirn führt.

Die Forschungsgruppe um Prof. Heinrich Reichert am Biozentrum der Universität Basel hat nunmehr nachgewiesen, dass gewisse Neuroblasten im Gehirn von Fliegen ebenfalls in der Lage sind, solche „Miniatur-Vorläuferzellen“ zu produzieren. Dazu haben die Forscher Markierungsmethoden und Zellliniennachweismethoden im Gehirn der Drosophila eingesetzt. Sie konnten nachweisen, dass bestimmte Neuroblasten eine erstaunlich grosse Anzahl von Nervenzellen bilden können und dass dies ebenfalls durch die Ausbildung von „Miniatur-Vorläuferzellen“ geschieht, wie im Gehirn der Säugetiere.

Das Labor von Prof. Reichert beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Entwicklung und Evolution des Gehirns und vergleicht dabei vor allem die zellulären und molekularen Mechanismen der Gehirnbildung in der Taufliege mit jenen, die bei der Entwicklung des Säugergehirns ablaufen. Die Gesamtheit dieser vergleichenden entwicklungsbiologischen Studien weist darauf hin, dass die Gehirne aller Tiere, inklusive jenes des Menschen, auf einem ähnlichen Bauplan beruhen und einen gemeinsamen evolutionären Ursprung haben.

Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Heinrich Reichert, Biozentrum der Universität Basel, Klingelbergstrasse 50-70, CH-4056 Basel, Tel. +41 61 267 16 12 / 11, E-Mail: Heinrich.Reichert@unibas.ch
Originalbeitrag
Bruno C Bello, Natalya Izergina, Emmanuel Caussinus, and Heinrich Reichert
Amplification of neural stem cell proliferation by intermediate progenitor cells in Drosophila brain development.
Neural Development 2008, 3:5. doi:10.1186/1749-8104-3-5,
Published: 19 February 2008