02.09.2019 13:27
Einzigartiger Fingerabdruck: Was Nervenzellen unverwechselbar macht
Die Proteinvariationen, die durch den Vorgang des alternativen Spleissens entstehen, steuern die Identität und Funktion der Nervenzellen im Gehirn. Dies erlaubt es Organismen, mit einer limitierten Anzahl von Genen ein hochkomplexes neuronales Netzwerk aufzubauen. Die Studie zur Identität von Nervenzellen wurde von einer Forschungsgruppe am Biozentrum der Universität Basel erarbeitet und ist nun im Fachjournal «Nature Neuroscience» veröffentlicht.
Unser Gehirn besteht aus hunderten, wenn nicht sogar tausenden verschiedenen Arten von Nervenzellen, die durch ihre individuellen Eigenschaften unsere Hirnfunktionen steuern. Aber wie schaffen es die verschiedenen Typen von Zellen, ihre vielfältigen Eigenschaften auszubilden? Die Forschungsgruppe von Prof. Peter Scheiffele am Biozentrum der Universität Basel konnte nun in einer genomweiten Analyse nachweisen, dass das sogenannte alternative Spleissen zu einer Bandbreite von verschiedenen Varianten einzelner Proteine führt, mit der sich schliesslich auch die Nervenzellen voneinander unterscheiden lassen.
Alternatives Spleissen definiert Zelltypen
Plötzlich gesund
Fortschreitende Naturerkenntnis, ganz allgemein gesprochen, ‘Wissenschaft’, ist der stärkste Feind des medizinischen Wunders. Was unseren Vorfahren als Wunder erschien, was einfache Naturvölker heute noch in heftige Erregung versetzt, das berührt den zivilisierten Menschen längst nicht mehr.
Doch es gibt einen Gegensatz, der jedem Denkenden sofort auffällt: der unerhörte, durchaus nicht abgeschlossene Aufstieg der wissenschaftlichen Heilkunde und die ebenso unerhörte Zunahme der Laienbehandlung und der Kurpfuscherei. Man schätzt die Zahl der Menschen, die der Schulmedizin kein Vertrauen schenken, auf immerhin 50 Prozent.
Wie kann es sein, daß Laienbehandler und Kurpfuscher immer wieder spektakuläre Erfolge aufweisen, von denen die Sensationspresse berichtet?
Der Autor geht dieser Frage nach und kommt zu interessanten Erkenntnissen, aus denen er Vorschläge für eine bessere Krankenbehandlung durch seine ärztlichen Standesgenossen ableitet.
Das alternative Spleissen ermöglicht es, dass von einem einzelnen Gen eine Vielzahl von unterschiedlichen Proteinvarianten gebildet werden können. Im Mausmodell hat das Team von Scheiffele nun solche sogenannten Spleissvarianten im Detail untersucht. «Wir konnten hunderte von Varianten identifizieren, die es möglich machen, die verschiedenen Zelltypen voneinander zu unterscheiden», sagt Scheiffele. «Der dabei entstandene umfangreiche Datensatz bildet das breite Repertoire von Spleissvarianten in einzelnen Nervenzelltypen ab.»
Dieses Repertoire an Spleissvarianten in einer Nervenzelle bestimmt dabei massgeblich ihre Identität und Funktion. «Obwohl alle neuronalen Zelltypen dieselben Gene enthalten, produzieren selbst nah verwandte Zelltypen unterschiedlichste Spleissvarianten», so Scheiffele. Besonders variantenreich sind dabei die Proteine an neuronalen Kontaktstellen – den Synapsen, welche die Weiterleitung und Verarbeitung von Informationen vermitteln. Damit steuert der Spleiss-Prozess auch die Funktion des gesamten neuronalen Netzwerks im Gehirn.
Datenplattform für Forschende
Die Erhebung und Auswertung der umfangreichen Datensätze ist Teil des EU-geförderten Projektes SPLICECODE. In Zusammenarbeit mit dem universitären «Center for Scientific Computing», kurz sciCORE, wurde eine nutzerfreundliche Webseite erstellt, die es Forschenden weltweit erlaubt, die Rolle einzelner Spleissvarianten für Hirnfunktionen in weiterführenden Studien zu untersuchen.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Peter Scheiffele, Universität Basel, Biozentrum, Tel. +41 61 207 21 94, E-Mail: peter.scheiffele@unibas.ch
Heike Sacher, Universität Basel, Biozentrum, Kommunikation, Tel. +41 61 207 14 49, E-Mail: heike.sacher@unibas.ch
Originalpublikation:
Elisabetta Furlanis, Lisa Traunmüller, Geoffrey Fucile, Peter Scheiffele.
Landscape of ribosome-engaged transcript isoforms reveals extensive neuronal cell class-specific alternative splicing programs.
Nature Neuroscience (2019), doi: 10.1038/s41593-019-0465-5
Weitere Informationen:
https://www.nature.com/articles/s41593-019-0465-5
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Lehrer/Schüler, Wissenschaftler, jedermann
Biologie, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
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