Entdeckung: Protein steuert die Nervenzellproduktion
Neurowissenschaftlern aus dem Vereinigten Königreich ist ein außergewöhnlicher Fund gelungen, der zu neuen Therapie für Schlaganfälle und Epilepsie führen könnte. Entdeckt wurde ein Protein, das den Transfer von Informationen zwischen den Nervenzellen im Gehirn regulieren kann. Wird dieses aktiviert, könnte es Neuronen vor Schäden durch Herzversagen oder epileptischen Anfällen schützen. Die Studie wurde teilweise durch ein Stipendium des Europäischen Forschungsrats (ERC) unter dem Siebten Rahmenprogramm der EU (RP7) finanziert und kam in den Fachzeitschriften Nature Neuroscience und PNAS zur Veröffentlichung. Die Proteine, auch als SUMO bekannt, sind für die Steuerung der chemischen Prozesse zuständig, die den Schutzmechanismus für die Nervenzellen im Gehirn herabsetzen oder erhöhen. SUMO gehören zur Familie der kleinen Proteine und sind chemisch verbunden mit und losgelöst von anderen Proteinen innerhalb der Zellen, um deren Funktion zu modifizieren. SUMO-Proteine produzieren kaum merkliche Reaktionen auf den Grad der Gehirnaktivität. Dadurch wird die Regulierung von Informationen ermöglicht, die durch Kainat-Rezeptoren übertragen werden. Diese Kainat-Rezeptoren sind für die gesamte Kommunikation zwischen Nervenzellen zuständig - werden sie aktiviert, kann dies zu epileptischen Anfällen und zum Tod von Nervenzellen führen. Die Steuerung der Proteinfunktion erfolgt durch Veränderung ihrer Struktur in Prozessen, die unabhängig voneinander, aber auch ineinandergreifend ablaufen können, u. a. Phosphorylierung, Ubiquitinierung und Sumoylierung. Nun stellten die Wissenschaftler fest, dass es ein ausgewogenes Gleichgewicht zwischen Phosphorylierung und Sumoylierung gibt, und dass die Sumoylierung vom Grad der Gehirnaktivität abhängt. "Durch die Sumoylierung wird die Funktion der Kainat-Rezeptoren herabgesetzt, wenn die Gefahr besteht, dass der Körper zum Beispiel während eines Schlaganfalls oder eines epileptischen Anfalls geschädigt werden könnte, und so die Nervenzellen geschützt. Leiter des Forscherteams sind Professor Jeremy Henley und Dr. Jack Mellor von der Medizinischen Fakultät der Universität Bristol (Vereinigtes Königreich). Dr. Mellor, Dozent an der Fakultät für Physiolgie und Pharmakologie der Universität Bristol, erklärt: "Kainat- Rezeptoren sind eine etwas mysteriöse, aber sehr wichtige Proteingruppe und bekanntermaßen in einer Reihe von Krankheiten involviert, darunter auch Epilepsie. Dennoch wissen wir gegenwärtig nur wenig darüber, was die Kainat-Rezeptoren so wichtig macht. Wir wissen jedoch, dass SUMO-Proteine eine wichtige Rolle bei der Neuroprotektion spielen. Diese Entdeckungen enthüllen eine Verbindung zwischen SUMO- und Kainat-Rezeptoren, wodurch wir mehr über die Prozesse lernen, mithilfe derer sich Nervenzellen vor exzessiven und anormalen Aktivitäten schützen." Die Forscher belegten, dass die Phosphorylierung von Kainat-Rezeptoren deren Aktivität erhöht. Die Phosphorylierung erleichtert jedoch auch die Sumoylation der Kainat-Rezeptoren, was wiederum deren Aktivität reduziert. Somit besteht eine dynamische und anfällige Interaktion zwischen der Phosphorylierung und der Sumoylation, wodurch die Funktion der Kainat-Rezeptoren reguliert wird. Professor Henley betont: "Diese Arbeit ist wichtig, weil sie eine neue Perspektive und genaueres Wissen darüber liefert, wie der Informationsfluss zwischen den Zellen im Gehirn reguliert wird. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Vermehrung der an den Kainat-Rezeptoren heftenden SUMO-Proteinen, wodurch die Kommunikation zwischen den Zellen reduziert wird, eine Möglichkeit zur Behandlung von Epilepsie darstellen könnte, da so Überreizung der Nervenzellen im Gehirn reduziert werden kann."Weitere Informationen sind abrufbar unter: Universität Bristol: http://www.bristol.ac.uk/(öffnet in neuem Fenster) Nature Neuroscience: http://www.nature.com/neuro/index.html(öffnet in neuem Fenster) PNAS: http://www.pnas.org/(öffnet in neuem Fenster) Europäischer Forschungsrat: http://erc.europa.eu(öffnet in neuem Fenster)
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Vereinigtes Königreich