Wie überleben Nervenzellen? Forschungsteam versucht, den Zelltod zu stoppen8. Oktober 2018 Neuritenwachstumsmessung von GFP-exprimierenden Neuronen. Der erste und letzte Zeitpunkt (0 min, 50 min) sind in Magenta und Cyan gezeigt. Foto: Busskamp Lab CRTD Eine interdisziplinäre und internationale Forschergruppe um Dr. Volker Busskamp vom Zentrum für Regenerative Therapien Dresden der TU Dresden (CRTD) hat die Funktion eines kleinen nicht kodierenden RNA-Moleküls, der sogenannten miRNA, in der bisher höchsten Auflösung entschlüsselt. Diese Entschlüsselung der Genregulation ermöglicht Anwendungen zur Stärkung von Nervenzellen, um sie vor Degeneration zu schützen. Die hier verwendeten umfangreichen systembiologischen Methoden könnten zu einem neuen Standard für die Erforschung von miRNAs werden. Die kleinen RNA-Moleküle wurden vor 25 Jahren entdeckt, aber noch weiß man wenig über ihren Einfluss auf die Genregulation von Boten-RNAs (mRNAs). Während computergestützte Studien die maximale Anzahl von miRNA-Interaktionen vorhersagen können, liefern experimentelle Studien in der Regel nur eine sehr kleine Anzahl von regulierten mRNAs. Das Forscherteam entdeckte, dass im Gegensatz zu früheren Annahmen die hirnspezifische miRNA (miR-124) während der neuronalen Entwicklung aus adulten menschlichen Stammzellen überflüssig ist, jedoch einen großen Einfluss auf das weitere neuronale Überleben hat. Das Team kombinierte sowohl experimentelle als auch bioinformatische Ansätze und führte eine detaillierte Systemanalyse von miR-124 durch. Es fand 98 von miR-124 regulierte Gene, die gleichzeitig gesteuert wurden. Viele dieser kontrollierten Gene hatten direkte physiologische Funktionen, insbesondere den Schutz der Neuronen vor dem Absterben. Die Forschergruppe untersuchte mit einem neuartigen Berechnungsansatz auch indirekte Effekte, nämlich die miR-124-Zielgene, die selbst die Genexpression regulieren. “Unsere tiefen Einblicke in die miRNA-Regulation können zu neuen biomedizinischen Anwendungen führen, die den Schutz von Nervenzellen vor Degeneration ermöglichen. Zudem konnten bisher Gene mit unbekannten Eigenschaften in den regulatorischen Netzwerken untersucht und ihnen neue Funktionen zugewiesen werden”, sagt Busskamp. “Der interdisziplinäre Ansatz der experimentellen Manipulation und der anspruchsvollen bioinformatischen Analyse setzt neue Maßstäbe in der miRNA-Genregulationsforschung”, so das Fazit des CRTD. Prof. Katja Nowick (FU Berlin, Deutschland), Prof. Johan Jakobsson (Universität Lund, Schweden), Prof. Peter F. Stadler (Universität Leipzig, Deutschland) und Dr. Volker Busskamp (TU Dresden, Deutschland) sowie entsprechende Labormitglieder waren nach Angaben des CRTD an diesem internationalen und interdisziplinären Projekt beteiligt. http://www.crt-dresden.de/research/research-groups/core-groups/crtd-core-groups/neuronal-cell-types-and-circuit-engineering Originalpublikation: Combined experimental and system-level analyses reveal the complex regulatory network of miR-124 during human neurogenesis. Cell Systems 2018. DOI: 10.1016/j.cels.2018.08.011 https://www.cell.com/cell-systems/fulltext/S2405-4712(18)30358-2 Quelle: DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien TU Dresden
Mehr erfahren zu: "Alzheimer: Die Augen als Fenster zur Früherkennung" Alzheimer: Die Augen als Fenster zur Früherkennung Der äußere Bereich der Netzhaut könnte laut einer US-amerikanischen Studie ein Fenster zur Früherkennung der Alzheimer-Krankheit bieten – lange bevor irreversible Hirnschäden auftreten.
Mehr erfahren zu: "Visuelle Halluzination: Wie psychedelische Drogen im Gehirn wirken" Visuelle Halluzination: Wie psychedelische Drogen im Gehirn wirken Ein internationales Forschungsteam hat untersucht, wie Psychedelika im Gehirn wirken. Sie haben dabei herausgefunden, dass Sehprozesse verstärkt auf Hirngebiete zugreifen, die Gedächtnisinhalte und Assoziationen abrufen. Dies könnte erklären, wie visuelle […]
Mehr erfahren zu: "Demenz vorbeugen: Warum Hörgerät und Brille wichtig fürs Gehirn sind" Demenz vorbeugen: Warum Hörgerät und Brille wichtig fürs Gehirn sind Was haben Hörgerät und Brille mit Demenzprävention zu tun? Mehr, als viele denken. Die gemeinnützige Alzheimer Forschung Initiative (AFI) zeigt, warum unbehandelte Hör- und Sehschwächen das Demenzrisiko erhöhen können – […]