2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-20 22:37
Wissenschaftler der Freien Universität Berlin haben Mechanismen identifiziert, die die chemische Neurotransmission im Nervensystem regulieren.
Wissenschaftler der Freien Universität Berlin und des Exzellenzclusters NeuroCure unter der Leitung von Volker Haucke haben in Zusammenarbeit mit Kollegen des Leibniz-Instituts für Molekulare Pharmakologie (FMP) in Berlin einen Mechanismus entschlüsselt, der an der Neubildung von Neurotransmittern beteiligt ist Membranbläschen im Gehirn. Störungen dieses Reformationsprozesses aufgrund von Mutationen in Schlüsselproteinen wie CALM und AP180 sind eine mögliche Ursache für die Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit.
Diese Ergebnisse wurden in der neuesten Online-Ausgabe der Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.
Die Signalübertragung im Nervensystem wird durch die exozytische Freisetzung chemischer Botenstoffe aus synaptischen Vesikeln vermittelt, kleine 40 nm große Membranbläschen (ein Nanometer entspricht so wenig wie 1/Milliarde Meter), die an Nervenenden lokalisiert sind an speziellen Kontaktstellen zwischen Nervenzellen, den sogenannten Synapsen. Um die Neurotransmission über längere Zeit aufrechtzuerh alten, müssen diese synaptischen Vesikel innerhalb von Sekunden und mit der richtigen Zusammensetzung neu gebildet werden.
Wie Synaptobrevin, ein Schlüsselfaktor bei der Freisetzung von exozytischen Neurotransmittern und ein Ziel für Neurotoxine wie Tetanustoxin oder die Anti-Aging-Verbindung Botox, zu synaptischen Vesikeln sortiert wird, ist unbekannt. Die Wissenschaftler Volker Haucke und sein Doktorand Seong Joo Koo haben nun zwei Proteine, AP180 und CALM, identifiziert, die eine „Postleitzahl“innerhalb von Synaptobrevin erkennen und so dessen Sortierung zu synaptischen Vesikeln lenken. Mithilfe von Kernspinresonanzspektroskopie und biochemischen Ansätzen konnten die Wissenschaftler die molekularen Details des Erkennungsprozesses entschlüsseln und die Synaptobrevin-Sortierung in lebenden Neuronen sichtbar machen.
"Unsere Ergebnisse ermöglichen uns nicht nur neue grundlegende Einblicke in die Mechanismen, die es Nervenzellen ermöglichen, hochfrequente Signale ohne Ermüdung aufrechtzuerh alten, sondern eröffnen möglicherweise auch neue therapeutische Wege für die Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen ", erklärt NeuroCure-Wissenschaftler Volker Haucke. Menschliche Mutationen im Protein CALM, einem entscheidenden Faktor, der die Sortierung von Synaptobrevin zu synaptischen Vesikeln vermittelt, sind an neurodegenerativen Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit beteiligt.
