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Neues zum axonalen Transport in Motorneuronen

Europäische Wissenschaftler untersuchten den Mechanismus, der Moleküle von Synapsen zu neuronalen Zellkörpern transportiert. Sie erstellten eine physische und funktionelle Karte dieses Transports in Motorneuronen und bestätigten damit den kausalen Zusammenhang zu Neurodegeneration.
Neues zum axonalen Transport in Motorneuronen
Neuronen können entlang ihrer Axone oder Dendriten über längere Strecken Signale weiterleiten. Durch ihre spezialisierte Morphologie können sie über einen spezifischen Kommunikationsprozess lange Distanzen zwischen somatischen und distalen Synapsen überwinden. Dies wird als schneller axonaler Transport bezeichnet.

Spezialisierte Vesikel, so genannte Signalendosomen, ermöglichen den retrograden axonalen Transport von den Synapsen in Richtung Zellkörper. Durch neuronale Wachstums- und Differenzierungsfaktoren bzw. Neurotrophine regulieren sie die Physiologie und das Überleben neuronaler Zellen. Immer mehr deutet inzwischen daraufhin, dass Störungen des axonalen Transports Neurodegeneration fördern, was die klinische Bedeutung dieser Vesikel herausstellt, und doch ist erst wenig über ihre Dynamik und Identität bekannt.

Um Antworten auf diese Frage zu finden, forschte das EU-finanzierte Projekt AXOTRANSMAP (Assembling a functional map of axonal signalling endosomes) an molekularen Komponenten neuronaler Signalendosomen und ihrer Regulation. So wurde eine Strategie entwickelt, bei der ein Fragment des Tetanus-Neurotoxins an ferromagnetische Beads konjugiert wird. Da der Transport der Neurotoxin-Bead-Komplexe über Signalendosomen erfolgt, wurden die Vesikel mittels magnetischer Separation aufgereinigt.

Die Versuche wurden an Motorneuronen durchgeführt, die aus embryonalen Stammzellen deriviert wurden. Anschließend analysierte man an den isolierten Endosomen die molekulare Zusammensetzung und dynamischen Veränderungen während des Transports. Die Ergebnisse zeigten eine Rekrutierung spezifischer Proteine, die zur schnellen zeitabhängigen und progressiven Reifung der Signalendosomen führt. Interessanterweise waren die Endosomen mit Proteinen angereichert, die an neurodegenerativen Prozessen und Infektionen des zentralen Nervensystems beteiligt sind.

Die von AXOTRANSMAP durchgeführte quantitative Analyse der Proteine in Signalendosomen von Motorneuronen liefert damit nicht nur Grundlagenwissen, sondern könnte auch zuverlässige Biomarker für neurodegenerative Erkrankungen enthüllen. Angesichts der zunehmenden Überalterung und Zahl neurodegenerativer Erkrankungen wäre dies der Auftakt für neue therapeutische Ansätze.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Neuronale Übertragung, Motorneuronen, Neurodegeneration, Signalendosomen, Tetanus-Neurotoxin, AXOTRANSMAP
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