Nervenzell-Proteine bevorzugen Teamarbeit

Donnerstag, 30. August 2007

Göttingen – Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen haben einen neuen Mechanismus entdeckt, wie Membranproteine von Nervenzellen zusammenarbeiten. „Dies könnte ein entscheidender Trick der Natur sein, um Denkprozesse im Gehirn kontrollierter und damit schneller ablaufen zu lassen“, hieß es aus der Arbeitsgruppe. Sie publizierte ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Science (2007; 317 (5841): 1072 – 1076).

Nervenzellen kommunizieren miteinander über Synapsen. Die sendende Zelle produziert Vesikel mit Botenstoffen. Diese verschmelzen mit der Membran und setzen dabei ihre chemischen Botenstoffe frei, wodurch die empfangende Nachbarzelle aktiviert wird. Vermittelt wird diese Verschmelzung durch SNARE-Proteine, die auf der Nervenzellmembran sitzen. Für diese Aufgabe organisieren sie sich in Gruppen (Cluster). Wie sich die einzelnen Proteine jedoch zu einer Gruppe zusammenfinden, darüber war bis jetzt nur wenig bekannt.

„Wir konnten zeigen, dass sich die Membranproteine selbst organisieren, indem sie miteinander wechselwirken“, sagte Projektleiter Thorsten Lang vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen. Dazu haben sich die Wissenschaftler das Verhalten eines bestimmten SNARE-Proteins, des Syntaxin-1, genauer angeschaut.

Mithilfe der am Institut entwickelten ultra-hochauflösenden sogenannten STED-Mikroskopie konnten die Wissenschaftler die einzelnen Syntaxin-1-Büschel sehen und ihre Größe bestimmen. Durch Kombination von Experiment und Computer-Simulation konnten die Forscher schließlich auch die Anzahl der Proteine im Cluster genau ermitteln, nämlich 75.

Die neuen Erkenntnisse haben nach Angaben der Wissenschaftler noch einen interessanten Nebeneffekt. Die wichtige Funktion der SNARE-Proteine in Nervenzellen macht sie zu einem idealen Angriffspunkt für Nervengifte wie die Botulinus-Neurotoxine. Diese schneiden Syntaxine ab, was direkt auch die Clusterbildung dieser Proteine verhindern würde. © hil/aerzteblatt.de