Pressemitteilung

27.02.2015

Hirnentwicklung: Wie finden Nervenzellen an ihren Einsatzort?

Zurück zur Übersicht

Charité-Wissenschaftler entdecken Schlüsselfunktion zweier Moleküle

Woher wissen sich entwickelnde Nervenzellen, in welches Zielgebiet im Gehirn sie wandern und mit welchen Zellen sie Kontakte knüpfen müssen? Um neue Erkenntnisse über diese Vorgänge zu gewinnen, haben Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin die Bedeutung einer neuen Gruppe von regulatorischen Nukleinsäuren, den sogenannten mikroRNAs, untersucht. In einer Studie im Fachjournal Elife* zeigen sie, wie die Interaktion zwischen einem Gen und einer spezifischen mikroRNA eine entscheidende Rolle für die Entwicklung junger Nervenzellen spielt.

Die einzigartigen Fähigkeiten unseres Gehirns hängen wesentlich von der Anordnung und Verknüpfung von Billionen elektrisch aktiver Nervenzellen ab. Diese bilden sich während der Embryonalentwicklung aus Stammzellen. Die Areale, in denen die Stammzellen entstehen, liegen tief im Gehirn und die jungen Nervenzellen wandern von hier aus durch die verschiedenen Schichten des Großhirns bis hin zu ihren Zielgebieten.

Die Wissenschaftler um Dr. Gregory Wulczyn vom Institut für Zell- und Neurobiologie haben gemeinsam mit Forschern des Instituts für Integrative Neuroanatomie herausgefunden, dass zwei Moleküle, die mikroRNA miR-128 und das Gen Phf6, maßgeblich dafür verantwortlich sind, dass Neurone im Kortex ihr Zielgebiet finden und Verbindungen mit anderen Neuronen ausbilden. Bei Phf6 handelt es sich um ein Gen, dessen Mutation das sogenannte Börjeson-Forssman-Lehmann-Syndrom, eine geistige Behinderung, hervorrufen kann.

Zunächst analysierten die Wissenschaftler die Rolle von miR-128 in einzelnen Nervenzellen während der Hirnentwicklung. Es zeigte sich, dass eine zu große Menge des Moleküls dazu führte, dass Nervenzellen ihre Zielgebiete gar nicht erst erreichten. Eine zu geringe Menge wiederum bewirkte das Gegenteil und die Zellen wanderten an ihrem Zielgebiet vorbei. In beiden Fällen entwickeln sich die Neurone anatomisch und physiologisch fehlerhaft. Manipulierten die Wissenschaftler nun zusätzlich die Menge an Phf6, konnte diese Wirkung von miR-128 aufgehoben werden. Weiterhin fanden die Forscher heraus, dass miR-128 in den Stammzellen lediglich in inaktiver Form vorliegt. Die aktive Variante der mikroRNA findet sich nur in Neuronen, die bereits ihre finale Position im Kortex gefunden haben.

„Unsere Daten zeigen, dass miR-128 als Schalter fungiert, der das Wandern der Neurone ab- und anstellt“, erklärt Gregory Wulczyn. „Diese mikroRNA lauert in ihrer inaktiven Form in Stammzellen oder migrierenden Vorläuferzellen . Erst wenn die Neurone mithilfe von Phf6 ihre Endstation erreicht haben, wird der Schalter umgelegt, miR-128 aktiviert und Phf6 abgeschaltet. Eine zu frühe Abschaltung verhindert die Formgebung und Aktivität der Neuronen“, fügt er hinzu.

*Franzoni E, Booker SA, Parthasarathy S, Rehfeld F, Grosser S, Srivatsa S, Fuchs HR, Tarabykin V, Vida I, Wulczyn FG. miR-128 regulates neuronal migration, outgrowth and intrinsic excitability via the intellectual disability gene Phf6. Elife. 2015 Jan 3;4. doi: 10.7554/eLife.04263.

Links

Öffnet externen Link im aktuellen FensterInstitut für Zell- und Neurobiologie

Kontakt

Dr. F. Gregory Wulczyn
Institut für Zell- und Neurobiologie
Campus Charité Mitte
+49 30 450 528 459



Zurück zur Übersicht