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Medizin

Protein navigiert Nervenzellen im wachsenden Gehirn

Montag, 31. Mai 2021

/whitehoune, stock.adobe.com

Marburg – Fallen in Nervenzellen diejenigen Proteine aus, die den Aufbau des Zellskeletts steuern, so kommt es zu Schäden im wachsenden Hirn. Das berichten Wissenschaftler um Marco Rust von der Philipps-Universität Marburg im Fachblatt Progress in Neurobiology (2021; DOI: 10.1016/j.pneurobio.2021.102050).

Während der Hirnentwicklung verschalten sich bekanntlich die Neuronen miteinander. Dazu suchen soge­nannte Wachstumskegel an den Enden der auswachsenden Axone die Umgebung nach Signalen ab – diese wirken entweder abstoßend oder anziehend und helfen den Axonen bei der Navigation im sich entwickelnden Gehirn und beim Auffinden ihrer Zielzellen.

„Für das Aufspüren dieser Signalmoleküle bilden Wachstumskegel mikroskopisch kleine, dynamische Zellfortsätze aus. Diese Fortsätze enthalten das Gerüstmolekül Aktin in hoher Konzentration“, erläutert Felix Schneider aus der Arbeitsgruppe.

Die Ausbildung der Aktinfilamente werde durch die Signalmoleküle aus der Umgebung kontrolliert und von sogenannten Aktinregulatoren in der Zelle umgesetzt. Die Wissenschaftler stellten nun fest, dass ein Protein namens CAP1 die Ausbildung der Zellfortsätze und somit die Funktion der Wachstumskegel kontrol­liert.

„Wir fanden außerdem heraus, dass CAP1 mit einem weiteren Molekül zusammenwirkt, das für die Steu­erung von Aktin essentiell ist, nämlich Cofilin1“, so Rust. Wie die Forschungsgruppe nachweist, hängt die Funktion des einen Proteins von dem anderen ab und umgekehrt.

„Experimente an Versuchstieren erbrachten darüber hinaus, dass sich das wachsende Gehirn nicht nor­mal entwickelt, wenn CAP1 fehlt. Alles in allem haben unsere Untersuchungen erwiesen, dass CAP1 die Aktingerüste in Wachstumskegeln kontrolliert“, erläutert der Wissenschaftler.

Neben Forschern aus Rusts Arbeitsgruppe und aus dem Marburger Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie beteiligte sich der Genetiker Christian Hübner vom Universitätsklinikum Jena an den Untersuchungen, die der Veröffentlichung zugrunde liegen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) sowie die italienische Stiftung Fondazione Cariplo unterstützten die Forschungsarbeiten finanziell. © hil/aerzteblatt.de

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