Die Konnektomik des jugendlichen Gehirns
Jüngste Studien haben bei mehreren Aspekten der Schizophrenie auf kortikale Hemmung und insbesondere auf inhibitorische FS-Interneuronen (fast-spiking, FS) hingewiesen. Das zum Teil von der EU finanzierte Projekt ADOLESCENT DEV (Genetics and physiology of adolescent development in telencephalic interneurons) hat diese Informationen dazu eingesetzt, um die Genetik und Konnektomik zu untersuchen, die hinter den während der jugendlichen Reifung zu beobachtenden, gewaltigen Veränderungen steckt. ADOLESCENT DEV erzielte mit Hilfe hochmoderner Verfahren signifikante Resultate in zwei vorrangigen Forschungszweigen: Zellisolation und RNA-Profilierung im Kortex und den maßgeblichen Einfluss des Transkriptionsfaktors Sox6. Sox6 als ein zentraler genetischer Regulator auf lokaler neuronaler Netzwerkebene in FS-Parvalbumin, das Interneuronzellen (Korbzellen) exprimiert, steuert die Differenzierung von kortikalen Interneuronen. Das Team setzte durch Fluoreszenz aktivierte Zellsortierung und RNA-Sequenzierung grün fluoreszierender Proteininterneuronen ein, um ein vollständiges Transkriptom aller Zelltypen in der Kortex zu erzeugen. Die Forschungsresultate wurden in mehreren Fachzeitschriften anerkannt, darunter zwei hochrangigen Wissenschaftspublikationen. Nahezu 300 Zitate in zwei Jahren aus den vom Projekt veröffentlichten wissenschaftlichen Arbeiten belegen die Bedeutung der Ergebnisse von ADOLESCENT DEV. Die Arbeit ist zur einer Plattform für die Kartierung des Gehirns in Hinsicht auf Zelltypen geworden, die durch ihre Transkriptionsprodukte definiert werden. Mit ihrer Hilfe könnten im Endeffekt einige der komplizierten Krankheiten aufgeklärt werden. Man setzte zukunftsweisende Mausgenetik mit elektrophysiologischen Ganzzellableitungen in postnatalen FS-Zellen ein, um die Rolle von Sox6 in der postnatalen FS-Zellreifung zu untersuchen. Aus den Resultaten geht hervor, dass Sox6 für postnatale lokale Konnektivitätsänderungen in FS-Zellen notwendig ist. In Zusammenarbeit mit einem anderen Labor haben die Forscher überdies die morphologischen axonalen und präsynaptischen postnatalen Veränderungen im FS-Zell-Output an Pyramidenzellen beschrieben. Dabei handelt es sich um die primären Exzitationsneuronen des präfrontalen Säugetierkortex. Die Forschungsresultate wurden auf sieben internationalen Konferenzen und an mehr als zehn Universitäten präsentiert. ADOLESCENT DEV organisierte zwei internationale Symposien. Die Entwicklung neuronaler Verschaltungen ist ein Grundstein der Art und Weise, wie sich das Gehirn entwickelt und Krankheiten zum Opfer fallen kann. Von daher hat die Arbeit in mehreren Ländern fundierten Einfluss auf die Wissenschaftspolitik ausgeübt.
