Neue Erkenntnisse zur synaptischen Komplexität
Nervenzellen sind für die Aufnahme, Übertragung und Integration von Informationen im zentralen und peripheren Nervensystem verantwortlich. Sie sind morphologisch und physiologisch heterogen und in einer präzisen Art und Weise durch Synapsen verbunden, die komplexe neuronale Netze bilden. Die neurobiologische Forschung versucht, Licht in die molekularen Mechanismen zu bringen, die der richtigen Bildung neuronaler Schaltkreise zugrunde liegen. Ziel des EU-finanzierten Projekts "Deciphering the neurexin code in neuronal circuitry" (NRX CODE) war es, den Beitrag von Oberflächenrezeptoren, so genannter Neurexine (NRXN), zur neuronalen Identität zu erforschen. NRXN sind Zelladhäsionsmoleküle, die dafür bekannt sich, die Bildung und Organisation neuronaler Synapsen einzuleiten. Mutationen in NRXN-Genen weisen eine starke Korreltion mit neuropsychiatrischen Erkrankungen wie Schizophrenie, Autismus und Suchtverhalten auf. Die Wissenschaftler von NRX CODE wollten verschiedene Formen von NRXN untersuchen, die durch alternative Spleißen auf mRNA- und Proteinebene geschaffen werden. Mithilfe von Sequenzierung der nächsten Generation deckten sie den Inhalt der NRXN mRNA-Transkripte im erwachsenen Maushirn auf und zeigten, dass NRXN-Repertoire mit zellulärer Vielfalt der verschiedenen Hirnarealen korrelieren. Sie beobachteten, dass bestimmte alternativ gespleißte Sequenzen für die Regulierung einiger NRXN Varianten auf mRNA-Ebene verantwortlich sind und gewannten somit wichtige Erkenntnisse über die Regulation dieser Gene. Darüber hinaus etablierten die NRX CODE-Wissenschaftler Massenspektrometrie-Assayverfahren für selektierte Reaktionsüberwachung, die eine relative und absolute Quantifizierung der verschiedenen NRXN-Proteinvarianten in verschiedenen biologischen Proben ermöglichen. Diese Methodik zur Überwachung verschiedener NRXN-Spleißvarianten auf Proteinebene ist ein wichtiger Schritt, um die Rolle der NRX-Varianten in vivo weiter zu verstehen. Insgesamt lieferten die experimentellen Ergebnisse von NRX CODE neues Grundlagenwissen über die Diversifizierung von NRXN-Genen durch alternatives Spleißen, um die Grundlagen der neuronalen Vielfalt. zu verstehen. Angesichts der medizinischen Bedeutung von NRXN-Genmutationen könnten die Ergebnisse der Studie und Werkzeuge die klinische Diagnose neuropsychiatrischer Störungen deutlich voranbringen.
Schlüsselbegriffe
Neuronen, Neurexine, Neurexinkodierung, neuronal, neuronale Synapsen, neuropsychiatrische Erkrankungen, Spleißen
