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Schlüsselsignal, das die Gehirnentwicklung leitet, gefunden
Wissenschaftler haben ein molekulares Signal entschlüsselt, das eine Schlüsselregion des Gehirns entwickelt, die als Neocortex bekannt ist.
Wissenschaftler haben ein wichtiges molekulares Signal entschlüsselt, das die Entwicklung einer Schlüsselregion des Gehirns steuert, die als Neocortex bekannt ist und für das Langzeitgedächtnis, das Denken und die komplexen Muskelaktionen verantwortlich ist.
Der Neocortex, die größte und jüngste Region des Gehirns, ist beim Menschen besonders gut entwickelt.
Der Neokortex von Säugetieren hat eine charakteristische Struktur mit sechs Neuronenschichten, und unsere Entdeckung hilft zu erklären, wie diese Schichtstruktur im frühen Leben erzeugt wird, sagte Ulrich Mueller, Vorsitzender der Abteilung für Molekulare und Zelluläre Neurowissenschaften des Scripps Research Institute (TSRI) und Direktor des Dorris Neuroscience Center am TSRI.
Die in der Zeitschrift Neuron veröffentlichte Entdeckung wird wahrscheinlich die Forschung zu Autismus, Schizophrenie und anderen psychiatrischen Erkrankungen unterstützen.
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Das von Muellers Team entdeckte Signal hilft, die Migration von Babyneuronen durch den sich entwickelnden Neokortex zu lenken.
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Solche Neuronen werden aus stammähnlichen Zellen am Boden des Neokortex geboren, wo sie sich um einen großen, mit Flüssigkeit gefüllten Raum im Gehirn, den Ventrikel, wickeln.
Die neugeborenen Neuronen wandern dann nach oben oder radial vom Ventrikel weg und werden durch ?? unter anderem – spezielle Leitzellen, sogenannte Cajal-Retzius (CR)-Zellen.
Zuvor hatten Wissenschaftler ein wichtiges Signalprotein, Reelin, entdeckt, das CR-Zellen sezernieren und neokortikale Neuronen des Babys erkennen müssen, um richtig zu wandern.
Seitdem gibt es Hinweise darauf, dass CR-Zellen und neokortikale Neuronen des Babys auch andere molekulare Signale austauschen.
In einer 2011 veröffentlichten Studie entdeckten Mueller und seine Laborkollegen, dass Reelin die neuronale Migration zumindest teilweise steuert, indem es die Expression eines generischen Zelladhäsionsmoleküls Cadherin2 (Cdh2) in Babyneuronen verstärkt.
Da Cdh2 von fast jedem Zelltyp im sich entwickelnden Neokortex exprimiert werden kann, begann das Team dann nach anderen Faktoren zu suchen, die für die Spezifität der
Interaktion zwischen CR-Zellen und wandernden Babyneuronen.
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Eine Gruppe von Kandidaten waren die Nektine ?? Zelladhäsionsproteine, von denen bekannt ist, dass sie in anderen Zusammenhängen mit Cadherinen zusammenarbeiten.
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Wir beobachteten, dass Nectin1 spezifisch von CR-Zellen und Nectin3 von wandernden Neuronen exprimiert wird. Gleichzeitig wussten wir aus früheren Forschungen, dass Nectin1 und Nectin3 bevorzugte Bindungspartner sind, sagte Erstautorin Cristina Gil-Sanz.
Gil-Sanz und ihre Kollegen führten weitere Experimente durch und bestätigten bald, dass die Verbindung von Nectin1 auf CR-Zellen mit Nectin3 auf Babyneuronen für eine ordnungsgemäße neuronale Migration unerlässlich ist.