Gehirnzellen: Protein setzt Signal-Filter

29. Juli 2015
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In Hirnzellen von Ratten wird die Informationsverarbeitung durch das Protein „Mover“ beeinflusst. Es verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die Zelle an den Synapsen Neurotransmitter ausschüttet, ohne die Zelle zu hemmen. Sie bleibt erregbar und überträgt weiterhin einzelne Signale.

Gäben die geschätzt 100 Milliarden Nervenzellen des Gehirns sämtliche eingehenden Signale eins zu eins weiter, wäre keine Informationsverarbeitung mehr möglich und auch jede andere Hirnfunktion käme zum Erliegen. Wissenschaftler des Instituts für Anatomie und Zellbiologie am Universitätsklinikum Heidelberg haben nun ein Protein in Hirnzellen ausfindig gemacht, das die Signalweitergabe reguliert und damit filtert. Je mehr von dem Protein „Mover“ die Nervenzellen an den Synapsen bilden, desto seltener werden Signale weitergeleitet.

Nicht essentiell für die Gehirnaktivität

Das Protein scheint für die Gehirnaktivität nicht essentiell zu sein: „Mover wurde bisher nur bei Wirbeltieren gefunden und auch nur in bestimmten Nervenzellen. Vermutlich ist es eine Anpassung an ein komplexeres Lebensumfeld und aufwändigere Verarbeitungsprozesse im Gehirn. Es bewirkt wahrscheinlich eine Art Fein-Tuning der vorgeschalteten Regulationsmechanismen“, erklärt Prof. Dr. Thomas Kuner, einer der Seniorautoren des Artikels. Vorgeschaltete Mechanismen sind z. B. die Hemmung bestimmter Nervenzellen durch ihre Nachbarn oder auch die Signalverstärkung durch Weitergabe eines Signals an möglichst viele andere Nervenzellen.

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Verteilung des Proteins Mover (rot) innerhalb einer Riesensynapse (grün) des Hörsystems, die als Modell zur Untersuchung der synaptischen Kommunikation eingesetzt wird. © Dr. Christoph Körber

Zuordnung zu Hirnfunktionen noch offen

Mover wird dort deponiert, wo Nervenzellen Kontakte zu anderen Zellen aufnehmen. Es verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die Zelle an den Synapsen Neurotransmitter ausschüttet, hemmt die Zelle selbst allerdings nicht. Sie bleibt erregbar, einzelne Signale werden weiterhin übertragen. Hirnzellen von Ratten, die aufgrund einer genetischen Veränderung Mover nur vermindert bilden können, geben deutlich mehr Signale weiter, dafür ermüden die Zellen aber auch schneller. „Bei Nervenzellen mit besonders vielen Kontaktstellen könnte Mover daher auch ein Schutz vor schneller Ermüdung sein. Denn dann können die Zellen keine Signale mehr weitergeben. Also lieber seltener, aber dafür beständig“, vermutet Kuner.

Unklar ist noch, was die einzelnen Synapsen dazu veranlasst, mehr oder weniger Mover zu bilden und in Folge mehr oder weniger Signale durch zu lassen. „Momentan sieht es danach aus, als ob die von Mover beeinflusste Signalweitergabe rein zufällig abläuft. Was es damit auf sich hat, wollen wir als nächstes untersuchen“, sagt der Neurowissenschaftler.

Originalpublikation:

Modulation of Presynaptic Release Probability by the Vertebrate-Specific Protein Mover
Christoph Körber et al.; Neuron, doi: 10.1016/j.neuron.2015.07.001; 2015

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Forschung, Medizin, Neurologie

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1 Kommentar:

Gast
Gast

Frage: könnte mover längerfristig z.B. pharmakologisch zur Behandlung von bipolaren Störungen, speziell manischen Episoden oder von Schizzophrenien eingesetzt werden?

Oder wohin zielt das Ganze?

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