Zu den molekularen Determinanten synaptischer Plastizität
Synaptische Plastizität bezeichnet funktionelle und morphologische Veränderungen an so genannten dendritischen Dornen, d.h. Stellen, wo exzitatorische Neurotransmission stattfindet. Neuere Untersuchungen zeigen, dass deren Struktur und Funktion genau abgestimmt sein muss, damit kognitive Funktionen wie Lernen, Gedächtnis und Informationsspeicherung funktionieren. Allerdings sind die molekularen Mechanismen, die diese Prozesse zusammenführen, kaum erforscht. Durch krankhafte morphologische Veränderungen der dendritischen Dornen und synaptischen Plastizität kann es zu neuropsychiatrischen Erkrankungen wie Autismus-Spektrum-Störungen und Schizophrenie kommen. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts MORPHINGSYNAPSES (The coordination of dendritic spine morphogenesis and function during synaptic plasticity and pathology) waren daher die Morphologie dendritischer Dornen und genetische Risikofaktoren für neuropsychiatrische Erkrankungen. Hierfür wurden mit modernsten bildgebenden Verfahren zwei Proteine untersucht: Ankyrin-G – eines der wichtigsten Risikogene für bipolare Störungen und Schizophrenie, sowie Cadherin-10, einem Risikofaktor für Autismus. Analysen mit dem SIM-Mikroskop (strukturierte Beleuchtungsmikroskopie) widerlegten frühere Annahmen zu synaptischen Nanodomänen von Ankyrin-G. die zusammen mit anderen Proteinen am dendritischen Dorn lokalisieren. Offenbar kommt Ankyrin-G eine wichtige Funktion beim Erhalt der Morphologie dendritischer Dornen und synaptischen Plastizität zu. Analysen der zellulären Funktion von Cadherin-10 zeigten auch, dass diese sich sowohl an erregenden als auch hemmenden Synapsen befinden. Insgesamt enthüllte MORPHINGSYNAPSES neue Akteure, die die synaptische Morphologie und Plastizität beeinflussen. Da diese Proteine für neuropsychiatrische Erkrankungen von Bedeutung sind, könnte die Studie helfen, die molekulare Ätiologie dieser Krankheiten zu klären und neue therapeutische Zielstrukturen zu finden.
Schlüsselbegriffe
Synaptische Plastizität, dendritischer Dorn, kognitive Funktion, Ankyrin-G, Cadherin-10, neuropsychiatrische Erkrankungen
