Entscheidende Rolle der Polarität bei der neuronalen Entwicklung
Neuronen sind stark polarisierte Zellen, die ein Axon besitzen und Dendriten mit wiederum unterschiedlicher Form, Funktion und Aufbau. Veränderungen der neuronalen Polarität sind Ursache von Entwicklungsstörungen und neurodegenerativen Erkrankungen aufgrund gestörter Hirnfunktion. Kürzlich entdeckten Forscher, dass die Dynamik und Organisation von Mikrotubuli entscheidend für die Entstehung und den Erhalt der neuronalen Polarität ist. Bei Axonen ist die Polarität der Mikrotubuli einheitlich, im Gegensatz zu Dendriten mit unterschiedlicher Polarität. Allerdings sind die zugrunde liegenden zellulären Mechanismen noch zu klären. Das Projekt MTSAXONREGENERATION (Microtubule dynamics and neuronal cargo trafficking during dendrite to axon switching) untersuchte, wie die Umwandlung von Dendriten in Axone mittels Polarisierung stattfindet. Schwerpunkt war dabei die Rolle der Mikrotubuli und Mikrotubuli-assoziierten Proteine wie +TIP, Dyneine und Rho-GTPasen. Die Wissenschaftler beschrieben an Hippocampus-Neuronen von Ratten im Detail die Neuorientierung und Dynamik von Mikrotubuli bei der Umwandlung von Dendriten zu Axonen und untersuchten, welche der einzelnen Mikrotubuli-assoziierten Proteine am Umwandlungsprozess beteiligt sind. Eine entscheidende Entdeckung war, dass Ereignisse, die bei der Neuspezifizierung von Axonen stattfinden, mit Prozessen bei den ersten Polarisationsschritten korrelieren. Die Projektergebnisse werden zeigen, inwieweit die Mikrotubulidynamik für die neuronale Polarität und axonale Regeneration ausschlaggebend ist. Die Manipulation von Mikrotubuli könnte die Basis für innovative regenerative Therapien sein, um Nervenzellen zu reparieren, die durch Traumata oder neurodegenerative Prozesse geschädigt wurden.
Schlüsselbegriffe
Morphologie von Neuronen, Hirnfunktion, Mikrotubulidynamik, neuronale Polarisation, Dendriten/Axonen-Umschaltung
