Proteine bestimmen den Zeitpunkt der Neuralentwicklung bei Embryonen
Ein Team britischer und französischer Genetiker hat entdeckt, wie die Interaktion zweier Proteine die Entwicklung des Gehirns und Nervensystems von Embryonen steuert. Die Ergebnisse der Studie, die in der Fachzeitschrift "PLoS Biology" veröffentlicht wurden, bringen ebenfalls neue Erkenntnisse über die Bildung anderer Körperorgane und über das Verhalten von Stammzellen. Das Forschungsteam unter der Leitung von Professor Claudio Stern vom University College London (UCL) hat festgestellt, dass bei Embryonen von Wirbeltieren bereits einige Stunden nach der Befruchtung eine Reaktionskette ausgelöst wird, die verhindert, dass das Nervensystem vorzeitig ausgebildet wird. Diese Reaktionen blockieren eine bestimmte Zeit lang die Entwicklung von Nervenzellen. Während der Gastrulation bilden sich drei Keimblätter (Ektoderm, Mesoderm und Endoderm). In dieser Phase hindert das sogenannte ERNI-Protein ein Protein namens Geminin daran, das Gen Sox2 zu aktivieren. Letzteres spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des Nervensystems. Erst im Anschluss an die Gastrulation bindet ein weiteres Protein namens BERT, das vom führenden Autor der Studie Dr. Costis Papanayotou entdeckt wurde, an die Proteine ERNI und Geminin. Dadurch wird Sox2 aktiviert und die Entwicklung des Gehirns und des Nervensystems in Gang gesetzt. "Bereits seit langem versuchen Forscher herauszufinden, welche molekularen Schalter den Zeitpunkt bestimmen, an dem sich embryonale Stammzellen differenzieren", erläutert Professor Stern, dessen Team das Protein ERNI entdeckt hat. "Unsere Forschungsergebnisse belegen, dass die Proteine BERT und ERNI antagonistisch wirken. Das BERT-Protein ist dominant und hebt die Blockierung des Sox2-Gens durch das Protein ERNI auf. Das Sox2-Gen sorgt zudem dafür, dass Stammzellen ihre Fähigkeit zur Differenzierung in sämtliche Zellarten beibehalten und sich erneuern. Die Ergebnisse der Studie könnten daher für Wissenschaftler, die in der umstrittenen Stammzellenforschung tätig sind, von Interesse sein. Die Studie wurde vom EU-Exzellenznetz "Cells into Organs" sowie dem britischen "Medical Research Council" (MRC), dem US-amerikanischen "National Institute of Mental Health" und der französischen "Ligue nationale contre le cancer" finanziell unterstützt.
Länder
Frankreich, Vereinigtes Königreich