Forschung an Gedächtnismechanismen
Unter synaptischer Plastizität versteht man bei der Signalübertragung zwischen zwei Neuronen die Verstärkung (Langzeitpotenzierung) oder den Rückbau von Synapsen in Abhängigkeit von ihrer Nutzung. Synaptische Plastizität hängt dabei auch von der Anzahl der Neurotransmitterrezeptoren auf einer Synapse ab. Die beiden Glutamatrezeptoren AMPA (Alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionsäure) und NMDA (N-Methyl-D-Aspartat) werden mit Langzeitpotenzierung assoziiert. Das EU-finanzierte Projekt "Understanding mechanisms regulating endoplasmic reticulum dynamics in hippocampal synaptic plasticity" (SYNAPTIC ER) stellte nun einen Zusammenhang zwischen Glutamatrezeptoren und endoplasmatischem Reticulum (ER) her. Bei der Übertragung wird das Signal vom Axon eines Neurons zum Dendriten eines zweiten Neurons weitergeleitet, das damit ein Eingangssignal erhält. Auf der Oberfläche eines Dendriten befinden sich dendritische Dornen bzw. kleine Fortsätze, von denen einige interessanterweise endoplasmatisches Retikulum (ER) enthalten. Diese ER-haltigen Dornen sind sehr dynamisch, obwohl die Rolle des ER in dendritischen Dornen noch nicht im Detail geklärt ist. Die Wissenschaftler exprimierten unterschiedliche Fluoreszenzmarker in neuronalen Zellkulturen des Hippocampus, mit denen sich die Internalisierung von Glutamatrezeptoren an den Synapsen und das ER beobachten ließ. Wie Bildgebungsexperimente an Dornen mit und ohne ER verdeutlichten, ergab sich keine Korrelation zwischen AMPA-Rezeptor-Internalisierung und ER-Gehalt. Allerdings bewirkte die NMDA-Rezeptor-Aktivität Veränderungen der Dorngröße und der damit assoziierten ER-Dynamik. Eine Aktivierung der NMDA-Rezeptoren förderte die rasche ER-Expansion in wachsenden Dornen. SYNAPTIC ER lieferte damit neue Erkenntnisse zur Rolle und den Mechanismen, die die ER-Dynamik in dendritischen Dornen bei der synaptischen Physiologie regulieren. Auf dieser Basis könnten künftig neue therapeutische Zielmoleküle zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer gefunden werden.
Schlüsselbegriffe
Gedächtnis, synaptische Plastizität, Neuron, Glutamatrezeptor, AMPA, NMDA, dendritischer Dorn, endoplasmatisches Retikulum
