Die Entwicklung von Nervenzellen lenken
Bei der Einrichtung von Nervenverbindungen handelt es sich um einen komplexen Prozess, der die Interaktion zwischen Lenkungsrezeptoren und extrazellulären Signalen umfasst. Die Lenkungssignale stellen sich normalerweise in überlappender Weise dar und können gegenläufige Effekte wie eine Abweisung oder Adhäsion auslösen. Das Projekt „Genetic analysis of a novel family of repulsive guidance cues acting through Unc5 receptors“ (FLRT IN NEUROBIOLOGY) widmete sich FLRT-Proteinen, einer wenig bekannten Proteinfamilie, die an der neuronalen Entwicklung beteiligt ist. In Zusammenarbeit mit anderen Laboren der CSIC & Universidad Miguel Hernández und der Universität Lleida (Spanien), der University of Oxford (Vereinigtes Königreich) und der Goethe-Universität (Deutschland) wurden geniale Mechanismen der neuronalen Entwicklung entdeckt. Die am Projekt beteiligten Forscher untersuchten die Wirkung einer FLRT3-Überexpression auf die Positionierung intermediärer thalmischer Axone. Sie kamen zu Ergebnissen, die erstmalig nahe legten, dass FLRT3 ein wichtiger Modulator für die Axonlenkung ist, da das im Überfluss vorhandene Protein Axone in eine frontalere Position steuerte. Da FLRT dahingehend einzigartig sind, als dass sie sowohl als homophile Zelladhäsionsmoleküle als auch als abweisende Liganden für Rezeptoren wirken können, designten die Forscher Mutanten, die jeweils eine dieser gegensätzlichen Funktionen stören. Basierend auf kristallinen Strukturen von sowohl FLRT als auch Unc5-Rezeptoren wurde die Funktion von FLRT für die neuronale und kardiale Entwicklung untersucht. In Streifen-Assays, die speziell für die Untersuchung der axonalen Lenkung konzipiert worden waren, entdeckten die Forscher, dass FLRT3 auf Axonen des Thalamuscortex als abweisende Lenkungssignale fungieren. Des Weiteren kann FLRT3 gleichermaßen über Unc5 und FLRT3 signalisieren, dass das Unc5-abhängige Abweisungssignal abgeschwächt wird. Die Signale zur Abweisung und Adhäsion können ebenfalls die radiale Migration von Neuronen verzögern. Über FLRT3 lässt sich hingegen ebenfalls die tangentiale Verteilung pyramidaler Neuronen modulieren. FLRT3 ist ein Protein, das eine Vielzahl von Funktion erfüllt, unter anderem die vaskuläre Entwicklung. Die Wissenschaftler entdeckten, dass die grundlegenden adhäsiven/abweisenden FLRT-Funktionen in vaskulären endothelialen Zellkulturen erhalten werden, die FLRT3 und Unc5B ausdrücken. FLRT3 weist Unc5B-ausdrückende endotheliale Tip-Zellen ab und steuert die vaskuläre Verzweigung bei der Ausbildung von Mäuseaugen. Die Arbeit im Rahmen des FLRT-IN-NEUROBIOLOGY-Projekts lässt auf eine Anwendung im Bereich der Neurobiologie und der Vaskulären Biologie hoffen. Da über die FLRT-Proteingruppe nur wenig bekannt ist, könnte sich die Forschung ebenfalls auf weitere Gebiete auswirken, da viele Gewebearten, einschließlich der des Herzens, der Nieren und der Lunge, diese multifunktionale Proteinfamilie ausdrücken.
Schlüsselbegriffe
Nervenzellen, Lenkungssignale, Abweisung, Adhäsion, FLRT-Protein
