Pressemitteilung
\nNervenzellen beim Lernen zugeschaut
\nSonja J\u00fclich, Public Science Center
\nRudolf-Virchow-Zentrum \/ DFG – Forschungszentrum f\u00fcr Experimentelle Biomedizin<\/p>\n
11.05.2008 <\/p>\n
W\u00e4hrend der Entwicklung von Nervenzellen ver\u00e4ndert sich dessen Zusammensetzung. Rezeptoren bauen zu Beginn Bausteine ein, die ein Signal sehr effektiv weiterleiten (pink). Mit der Zeit (oben 0, Mitte: 12 Stunden, unten 24 Stunden) wird der Baustein ausgetauscht gegen einen, der Signale weniger effektiv leitet (gr\u00fcn). Insgesamt nimmt die Anzahl der Rezeptoren zu, so dass mehr Rezeptoren die gleiche Intensit\u00e4t erreichen k\u00f6nnen.
\nQuelle: Nature Neuroscience, DOI: 10.1038\/nn.2122 <\/p>\n
W\u00fcrzburger Forscher beobachten kleinste Strukturen der Synapse im lebenden Organismus<\/p>\n
W\u00fcrzburg, 11. Mai 2008. Wissenschaftler vom Rudolf-Virchow-Zentrum der Universit\u00e4t W\u00fcrzburg haben kleinste Strukturen von Nervenzellen der Fruchtfliege, die f\u00fcr Lernen und Ged\u00e4chtnis zust\u00e4ndig sind, bei der Entwicklung unter dem Mikroskop beobachtet. Sie konnten zeigen, dass der Umbau einzelner Proteine ein grundlegender Schritt bei Lernvorg\u00e4ngen und der Ged\u00e4chtnisbildung ist. Gemeinsam mit Kollegen der Universit\u00e4t G\u00f6ttingen und Leipzig ver\u00f6ffentlichen sie ihre Ergebnisse heute online in der renommierten Fachzeitschrift Nature Neuroscience. Sie liefern damit einen wichtigen Baustein f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis dieser Prozesse.
\nErst seit einigen Jahren ist bekannt, dass unser Gehirn beim Lernen stark ver\u00e4ndert wird. Ein ganzes Netzwerk an Nervenzellen ist daran beteiligt, das stark dynamisch ist. Nervenzellen werden aus- und umgebaut, neue Verbindungen gekn\u00fcpft oder bereits vorhandene effizienter gemacht. Dabei wird jede einzelne Nervenzelle, die aus vielen Strukturen besteht, umgestaltet. Diese Prozesse sind bisher nur wenig verstanden, unter anderem deswegen, weil sie mit bisherigen Mikroskoptechniken im lebenden Organismus gar nicht sichtbar waren. Wissenschaftler um Prof. Dr. Manfred Heckmann und Prof. Dr. Stephan Sigrist konnten jetzt direkt im lebenden Organismus beobachten, wie einzelne Bestandteile der Synapsen, der Kontaktstellen zwischen Nervenzellen, ver\u00e4ndert werden.<\/p>\n
Die Wissenschaftler untersuchten dazu Kontaktstellen bei Larven der Fruchtfliege. An diesen Kontaktstellen werden Signale von einer Nervenzelle auf die andere weitergeleitet. Dies geschieht dadurch, dass Proteine in der nachgeschalteten Zelle von der vorgeschalteten aktiviert werden und diese die Nervenzelle dann erregen. In der nachgeschalteten Zelle markierten die Forscher ganz bestimmte Proteine, die bei Nervenzellen f\u00fcr das Lernen und die Ged\u00e4chtnisbildung zust\u00e4ndig sind: Glutamat-Rezeptoren. Untersuchungen im Reagenzglas deuteten bereits darauf hin, dass Glutamat-Rezeptoren beim Lernen vermehrt gebildet werden und auch kleinste Ver\u00e4nderungen im Aufbau der Rezeptoren bei dem Vorgang wichtig sind. Das wollten die Forscher nun im lebenden Organismus beobachten.<\/p>\n
Ver\u00e4nderungen im Aufbau der Rezeptoren konnten die Forscher im Fluoreszenzmikroskop durch verschiedenfarbige Markierungen erkennen. Der Rezeptor besitzt verschiedene Bausteine, die er individuell ver\u00e4ndern kann. Je nach Baustein \u00e4ndert sich die Intensit\u00e4t, mit der ein Signal weitergeleitet wird. Die Forscher verfolgten die Entwicklung der Kontaktstellen \u00fcber einen Zeitraum von 24 Stunden. W\u00e4hrenddessen konnten sie deutliche Ver\u00e4nderungen im Aufbau der Glutamat-Rezeptoren sehen. Zu Beginn der Entwicklung wird ein Subtyp in den Glutamat-Rezeptor eingebaut, der Signale besonders effektiv weiterleitet, am Ende ihrer Entwicklung wird er durch einen anderen ausgetauscht, der Signale weniger effektiv leitet. Dieser Prozess wird stark reguliert.<\/p>\n
„Das macht Sinn. Zu Beginn der Entwicklung der Nervenzelle m\u00fcssen wenige Rezeptoren jeweils sehr effektiv arbeiten. Mit der Zeit bilden sich an den Kontaktstellen immer mehr dieser Rezeptoren, die dann in Summe ein gleiches Signal mit weniger Intensit\u00e4t erreichen k\u00f6nnen. Ist das ankommende Signal gro\u00df genug, so wird nur noch der langsame Typ eingebaut. Das wird von der Zelle selbst reguliert,“ so Stephan Sigrist.<\/p>\n
Die Ergebnisse sind auf den Menschen \u00fcbertragbar, da wir \u00e4hnliche Rezeptoren besitzen und liefern einen wichtigen Baustein nicht nur zum Verst\u00e4ndnis von Lernen und Ged\u00e4chtnisprozessen. Auch zu biomedizinischen Fragestellungen: Wie Signale durch Glutamat-Rezeptoren weitergeleitet werden scheint bei Epilepsie, Schizophrenie und Alzheimer eine wichtige Rolle zu spielen. <\/p>\n
„Activity-dependent site-specific changes of glutamate receptor composition in vivo“ A.Schmid, S. Hallermann, R.J. Kittel, O. Khorramshahi, A. Fr\u00f6lich, C. Quentin, T. Rasse, S. Mertel, M. Heckmann, S.J. Sigrist, 2008, Nature Neuroscience. Published online 11 May 2008; | doi:10.1038\/nn.2122.<\/p>\n
Gerne schicken wir Ihnen die Publikation auf Anfrage zu, Bilder k\u00f6nnen hier herunter geladen werden und unter Angabe der Quelle: (Nature Neuroscience, DOI: 10.1038\/nn.2122) ver\u00f6ffentlicht werden.<\/p>\n
Kontakt:
\nSonja J\u00fclich, Leiterin \u00d6ffentlichkeitsarbeit:
\nTel.: 0174-2118850 (11.-12.05.08 nur telefonisch)
\nab 12.05.08 wieder unter: sonja.juelich@virchow.uni-wuerzburg.de,
\nTel.: 0931-20148714<\/p>\n
Prof. Dr. Stephan Sigrist: stephan.sigrist@virchow.uni-wuerzburg.de <\/p>\n
Weitere Informationen:
\nhttp:\/\/www.rudolf-virchow-zentrum.de<\/p>\n
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