AMPA-Rezeptoren: Dem Aufbau auf der Spur

7. Oktober 2014
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Neurobiologen deckten nun die große räumliche und zeitliche Dynamik in der Proteinzusammensetzung der AMPA-Rezeptoren auf. Die Resultate zeigen eine bislang ungeahnte Vielfalt der Rezeptoren und ermöglichen es, deren jeweilige Funktionen in verschiedenen Hirnregionen zu erforschen.

Die Forscher haben damit erstmals die Möglichkeit geschaffen, die Eigenschaften und Funktionen der AMPA-Rezeptoren in den verschiedenen Hirnregionen auf der Ebene ihrer Proteinbausteine zu verstehen. Dies ist von besonderer Bedeutung, da die AMPA-Rezeptoren und ihre Dynamik als zentrale Elemente für die Ausbildung des Gedächtnisses gelten. Es ist den Forschern gelungen, den Untereinheitenaufbau der AMPA-Rezeptoren in verschiedenen Hirnregionen und sogar in verschiedenen Gruppen ähnlicher Nervenzellen aufzuklären.

Dabei zeigte sich, dass die Rezeptoren in Aufbau und molekularer Architektur eine enorme Variationsbreite aufweisen und offensichtlich präzise an die Funktion in den jeweiligen Nervenzellen und Hirnarealen angepasst werden können. Die Forscher wiesen zudem nach, dass auch während der Hirnentwicklung auf diese Vielfalt in der Proteinzusammensetzung der Rezeptoren zurückgegriffen wird.

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Die Funktion bestimmt den Aufbau: AMPA-Rezeptoren in den Nervenzellen des Gehirns setzen sich aus einem Sortiment von mehr als 30 verschiedenen Proteinen zusammen. © Bernd Fakler

Schon 2012 zeigte die Gruppe um Prof. Dr. Bernd Fakler mit neuartigen Analysemethoden, dass AMPA-Rezeptoren in den Nervenzellen des Gehirns sich aus einem Sortiment von mehr als 30 verschiedenen Proteinen aufbauen. Es enthält eine ganze Reihe von Proteinen, deren Funktion bislang unbekannt ist. Wie bedeutsam aber gerade die neuen Bausteine sind oder sein können, wies die Gruppe in einer vor Kurzem gleichfalls in „Neuron“ publizierten Arbeit nach: Die Forscher zeigten, dass das Protein Cornichon den Zeitverlauf der synaptischen Übertragung an AMPA-Rezeptoren steuert und damit den Unterschied zwischen verschiedenen Typen von Nervenzellen im Gehirn ausmacht.

Originalpublikation:

Regional Diversity and Developmental Dynamics of the AMPA-Receptor Proteome in the Mammalian Brain
Bernd Fakler et al.; Neuron, doi: 10.1016/j.neuron.2014.08.044; 2014

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Medizin, Neurologie

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