Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Neuronen Glutamat ausschütten

15.09.2000


... mehr zu:
»Glutamat »Nervenzelle »Neuron »Protein »Prozess
Wissenschaftler um Prof. Reinhard Jahn am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie haben jetzt einen entscheidenden weiteren Prozess bei der Erregung von Nervenzellen aufgeklärt. Um Signale zwischen Zellen
zu übermitteln, setzt die vorgeschaltete Zelle einen Transmitter frei - häufig Glutamat -, der dort in kleinen Bläschen (Vesikeln) gespeichert ist. Aber wie kommt das Glutamat in die Vesikel hinein? In einer gerade erschienenen Veröffentlichung in Nature weisen die Wissenschaftler nach, dass die Glutamat-Speicherung durch ein bestimmtes Protein, das BNPI, bewirkt wird. Diese Beobachtung fördert nicht nur das Verständnis neuronaler Übertragungsprozesse, sondern macht auch Hoffnungen auf Behandlungsmöglichkeiten bestimmter Krankheiten, bei denen die Glutamat-abhängige Signalübertragung gestört ist.
Originalveröffentlichung: Takamori, S., Rhee, J.S., Rosenmund, C., Jahn, R., Nature 407, 189-194 (2000).

Glutamat ist eine Aminosäure, die überall im Körper vorkommt. Im Gehirn hat es eine besondere Aufgabe, es dient als Neurotransmitter bei der Signalübertragung zwischen Nervenzellen. Dazu wird Glutamat in vielen Nervenendigungen in kleinen Bläschen, den sogenannten synaptischen Vesikeln, gespeichert. Nervenzellen sind durch einen kleinen "synaptischen Spalt" von einander getrennt, den Signale bei der Weiterleitung überwinden müssen. Wird die vorgeschaltete Nervenzelle aktiviert, gibt sie den Inhalt der Vesikel in den synaptischen Spalt frei, Glutamat erreicht die nachgeschaltete Zelle und löst dort eine neue Aktivierung aus. So können Signale in komplexen Neuronennetzen übertragen werden, ohne dass sich die Nervenzellen berühren müssen, und so werden im Gehirn hoch-komplizierte Verschaltungswege in dichten Ansammlungen von Nervenzellen realisiert.

Einige Prozesse dieses Erregungsablaufs sind inzwischen schon recht gut verstanden. Neben Glutamat ausschüttenden Neuronen gibt es z.B. auch solche, die GABA freisetzen, einen Neurotransmitter, der die Erregung nachgeschalteter Zellen unterdrückt und damit die Signalübertragung von anderen Zellen behindert. Weitgehend unklar war aber bisher noch immer, wie ein Neuron überhaupt in die Lage versetzt wird, den Transmitter Glutamat freizusetzen. Dazu haben die Wissenschaftler Shigeo Takamori, Jeong Seop Rhee, Christian Rosenmund und Reinhard Jahn aus den Abteilungen Neurobiologie und Membranphysik am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie jetzt neue Erkenntnisse gewonnen.

Nachdem das Glutamat in den synaptischen Spalt gelangt ist und über eine Reihe von Prozessen die nachgeschaltete Nervenzelle erregt hat, muss es von dort wieder entfernt werden, um die Möglichkeit für einen neuen Signal-Übertragungsprozess zu schaffen. Das besorgen andere Zellen, Astrogliazellen, die das umherschwimmende Glutamat wie ein Staubsauger aus dem Spalt entfernen. Diese Zellen geben es in etwas anderer Form, als Glutamin, wieder ab, in der es von den Nervenzellen aufgenommen und wieder in Glutamat zurückverwandelt wird. Die Arbeitsgruppe am MPI in Göttingen hat jetzt zeigen können, dass die Aufnahme und Speicherung von Glutamat in den Vesikeln durch ein bestimmtes Protein, BNPI, bewerkstelligt wird, das Glutamat aus dem umgebenden Intrazellulärraum in die Vesikel pumpt. Führt man dieses Protein in hormonsezernierende Zellen ein, schütten diese neben ihrem eigentlichen Hormon auch Glutamat aus. Die Wissenschaftler konnten sogar Nervenzellen, die normalerweise nur GABA ausschütten, durch Einbau des BNPI dazu bewegen, neben GABA auch Glutamat auszuschütten - also zwei Transmitter gleichzeitig freizusetzen, was in dieser Form in der Natur nicht vorkommt. Diese Beobachtungen belegen, dass BNPI die entscheidende Rolle bei der vesikulären Speicherung von Glutamat spielt.

Das weckt Hoffnungen für eine gezielte Steuerung der Glutamat-Übertragung im Nervensystem. Viele neurologische Krankheiten, von der Epilepsie bis zu chronisch degenerativen Störungen wie der Chorea Huntington, gehen mit Änderungen der Glutamat-Übertragung einher. Die Beobachtung, dass diese Übertragung durch ein bestimmtes Molekül zustande kommt, lässt hoffen, dass man in naher Zukunft die genetischen Ursachen dieser Krankheiten besser verstehen und Medikamente entwickeln kann, mit denen man diese Krankheiten behandeln und vielleicht sogar verhindern kann.


Für Rückfragen:
Prof. Dr. Reinhard Jahn, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Abt. Neurobiologie, 37070 Göttingen; Tel.: 0551 201 1635; Fax: 0551 201 1639; eMail: rjahn@gwdg.de

(Die Meldung steht Ihnen auch im Internet zum Download zur Verfügung: http://www.mpibpc.gwdg.de/abteilungen/293/PR/00_08/glutamat.html
Wenn möglich, wird sie dort Anfang nächster Woche noch durch ein Bild ergänzt.)

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

Dr. Christoph R. Nothdurft |

Weitere Berichte zu: Glutamat Nervenzelle Neuron Protein Prozess

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Große Forschung über kleinste Organismen
23.07.2018 | Jacobs University Bremen gGmbH

nachricht Sauerstoffstabile Hydrogenasen für die Anwendung
23.07.2018 | Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Sichere Schraubverbindungen mit standardisiertem Ultraschallverfahren

23.07.2018 | Verfahrenstechnologie

Studie zu Werkstoffprüfung: Schäden in nichtmagnetischem Stahl mit Magnetismus aufspüren

23.07.2018 | Studien Analysen

Sauerstoffstabile Hydrogenasen für die Anwendung

23.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics