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Ein Protein, das das Nervenwachstum bremst - Phys.org

Ein Protein, das das Nervenwachstum bremst - Phys.org

Ein Protein, das das Nervenwachstum bremst - Phys.org

Diese Abbildung zeigt gefärbte Neuronen und ihre Ausdehnung im Gehirngewebe einer Maus. Die dünnen Drähte im unteren Teil des Bildes sind sogenannte Axone. Sie übertragen Signale von einem Neuron zum nächsten. DZNE-Forscher haben ein Protein identifiziert, das das Wachstum dieser Extensionen reguliert. Die Ergebnisse sind in Current Biology veröffentlicht. Bildnachweis: DZNE / Sebastian Dupraz              Während der Embryonalentwicklung bilden Nervenzellen lange, dünne Fortsätze, die das komplexe Netzwerk des Gehirns verkabeln. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Bonn haben nun ein Protein identifiziert, das das Wachstum dieser Extensionen durch Ziehen einer Bremse reguliert. Langfristig könnten ihre Erkenntnisse dazu beitragen, neue Ansätze für die Behandlung von Rückenmarksverletzungen zu entwickeln. Die Studie ist in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht.                                                       Neuronen senden elektrische Signale in einer klar definierten Richtung - sie werden als "polarisiert" bezeichnet. Jedes Neuron empfängt Signale und leitet sie über eine lange Verlängerung, das sogenannte Axon, an die nächste Zelle weiter. Beim Menschen können Axone im Rückenmark über einen Meter lang werden. Ist es möglich, dieses beeindruckende Wachstumspotenzial nach Rückenmarksverletzungen zu restimulieren? "Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst die molekularen Prozesse, die der Embryonalentwicklung zugrunde liegen, besser verstehen", sagt Prof. Frank Bradke, Gruppenleiter am DZNE-Standort Bonn und Studienleiter. Mit der Untersuchung des neuronalen Wachstums in Mäusen und Zellkulturen sind er und seine Kollegen diesem Ziel nun einen Schritt näher gekommen. Ein vielseitiges Protein Im Zentrum der aktuellen Studie steht ein Protein namens RhoA, ein Alleskönner unter den Molekülen. RhoA interagiert mit vielen Proteinpartnern und hat in einer Vielzahl von Zellen unterschiedliche Funktionen. Die genaue Funktion in Neuronen war jedoch noch nicht bekannt. "Lange Zeit wurde angenommen, dass RhoA die Polarität des Neurons bestimmen und damit die Position der Axonbildung in der Zelle bestimmen würde", erklärt Bradke. Die aktuelle Studie zeigt, dass dies nicht der Fall ist: RhoA hat wenig mit Zellpolarität und Axonspezifikation zu tun. Vielmehr kommt RhoA erst dann ins Spiel, wenn sich das Axon gebildet hat und seine Ausdehnung über eine molekulare Kaskade reguliert. Diese Einsicht könnte für neue Therapien wichtig sein. "Eine Manipulation des RhoA-Signalwegs sollte daher nur das Wachstum der Nervenfasern beeinflussen, ohne die interne Organisation der Zelle zu stören", sagt Bradke. Regulierung des Zytoskeletts Neuronen haben wie jede andere Zelle eine Art Skelett, das ihnen Struktur verleiht. Bradke und seine Kollegen zeigten, dass RhoA einen molekularen Signalweg aktiviert, der direkt auf das Zytoskelett abzielt. RhoA hemmt die axonale Elongation, indem es das Fortschreiten der sogenannten Mikrotubuli - die für die Axonstabilisierung notwendigen Zytoskelettbausteine ​​- in die Wachstumszone des Axons einschränkt. "In der Embryonalentwicklung ist eine solche Wachstumsbremse wahrscheinlich erforderlich, um verschiedene Entwicklungsprozesse zu koordinieren. Ein genaues Verständnis der molekularen Grundlagen könnte nun dazu beitragen, die Erforschung der Regeneration des Rückenmarks nach Verletzungen voranzutreiben. Zu diesem Zweck müsste die Bremse gelöst werden." "sagt Dr. Sebastian Dupraz, der Hauptautor der Studie und Postdoktorand in Bradkes Labor. "Die von uns identifizierte molekulare Kaskade beeinflusst direkt das Zytoskelett des Axons und bietet somit einen guten Ausgangspunkt für therapeutische Strategien." In einer früheren Studie identifizierte Bradkes Team, dass eine Gruppe von Proteinen - die "Cofilin / ADF" -Familie - ebenfalls eine wichtige Rolle für das Axonwachstum spielt. Letztendlich wirken sowohl RhoA als auch das Cofilin / ADF-Protein auf unterschiedliche Weise auf das Zytoskelett des Axons. Beide Wege könnten potenzielle Ziele für zukünftige Therapien sein.                                                                                                                                                                   Mehr Informationen: RhoA kontrolliert die Axon-Extension unabhängig von der Spezifikation im sich entwickelnden Gehirn, Sebastian Dupraz et al., Current Biology (2019), DOI: 10.1016 / j.cub.2019.09.040                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Zitat:                                                  Ein Protein, das das Nervenwachstum bremst (2019, 31. Oktober)                                                  abgerufen am 1. November 2019                                                  von https://phys.org/news/2019-10-protein-nerve-growth.html                                                                                                                                       Dieses Dokument unterliegt dem Urheberrecht. Abgesehen von jeglichem fairen Umgang zum Zwecke des privaten Lernens oder Forschens, nein                                             Teil darf ohne schriftliche Genehmigung vervielfältigt werden. Der Inhalt dient nur zu Informationszwecken.                                                                                                                                Weiterlesen
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