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aus: Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilung
Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Petra Giegerich, 04.06.2008
Myelin macht Reize schnell: Mechanismen der Myelinbildung im zentralen
Nervensystem aufgeklärt
Untersuchungen der Abteilung Molekulare Zellbiologie im Journal of
Cell Science und Journal of Cell Biology publiziert
(Mainz, 4. Juni 2008, lei) Damit Nervenzellen effizient Informationen
über weite Distanzen übermitteln können, hat sich bei höheren
Organismen die sogenannte saltatorische Erregungsleitung entwickelt.
Diese wird ermöglicht, indem die zur Reizweiterleitung spezialisierten
axonalen Fortsätze der Nervenzellen in bestimmten Abständen von Myelin
- einer Art Isolierschicht - umgeben sind. Im Falle von Erkrankungen
wie Multipler Sklerose oder Leukodystrophien ist die Bildung
beziehungsweise die Funktion des Myelins gestört. Die molekularen
Mechanismen der Myelinbildung waren bisher noch weitgehend
unverstanden. Zwei Arbeiten aus der Abteilung Molekulare Zellbiologie
des Fachbereichs Biologie an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
leisten nun einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis dieser
komplexen zellulären Prozesse.
Vereinfacht betrachtet springen bei der saltatorischen
Erregungsleitung weitergeleitete Signale von einem nicht
myelinisierten Bereich, dem Ranvierschen Schnürring, zum nächsten, was
die Geschwindigkeit der Weiterleitung enorm erhöht. Im zentralen
Nervensystem entsteht Myelin dadurch, dass Oligodendrozyten, ein
bestimmter Typ von Gehirnzellen, ihre Zellfortsätze mehrfach um die
Axone der Nervenzellen wickeln und einen kompakten Stapel von
Zellmembranen ausbilden. Die Wissenschaftler aus der Abteilung
Molekulare Zellbiologie unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr.
Jacqueline Trotter konnten nun zeigen, welche Mechanismen zur Bildung
einer intakten Myelinscheide beitragen und wie die Nervenzellen Ort
und Zeitpunkt der Myelinproduktion steuern.
Zum einen wurde in einer im Fachmagazin Journal of Cell Science
veröffentlichten Arbeit gezeigt, dass ein endozytischer Recycling-
Zyklus von Myelinproteinen für die spezifische Ausbildung von
Myelindomänen von Bedeutung ist. Dabei werden die Proteine zunächst
zur Zelloberfläche transportiert. Von dort werden sie durch Endozytose
wieder in die Zelle aufgenommen, um in verschiedene Membrandomänen
sortiert zu werden, die anschließend wieder an die Zelloberfläche
gelangen. Dieser "Membranumbau" scheint notwendig für die korrekte
Bildung einer intakten Myelinscheide.
Weiterhin wurde im renommierten Journal of Cell Biology ein neuer
Signalweg vorgestellt, der von der Interaktion eines neuronalen und
eines oligodendroglialen Oberflächenmoleküls über die Aktivierung
eines für die Myelinisierung essentiellen Signalmoleküls letztlich zu
der lokalen Translation eines Hauptmyelinproteins im Oligodendrozyten
führt. Diese Ergebnisse beschreiben eine Möglichkeit der Nervenzelle
zu beeinflussen, an welchen Stellen oder zu welchem Zeitpunkt Myelin
synthetisiert werden soll, und verdeutlicht die entscheidende Rolle
beider Zelltypen für die Ausbildung der Grundlage einer effizienten
Reizweiterleitung im zentralen Nervensystem.
Die Arbeiten wurden durch das Schwerpunktprogramm "Zellpolarität" der
DFG, Mittel der EU (STREP "Signalling and Traffic") und der European
Leukodystrophy Association sowie durch das DFG-Graduiertenkolleg
"Entwicklungsabhängige und krankheitsinduzierte Modifikationen im
Nervensystem" gefördert.
Veröffentlichungen:
Christine Winterstein, Jacqueline Trotter, and Eva-Maria Krämer-Albers
(2008). Distinct endocytic recycling of myelin proteins promotes oligodendroglial membrane remodeling. Journal of Cell Science 121 (6) 834-842.
Robin White, Constantin Gonsior, Eva-Maria Krämer-Albers, Nadine
Stöhr, Stefan Hüttelmaier and Jacqueline Trotter (2008). Activation of oligodendroglial Fyn kinase enhances translation of mRNAs transported in hnRNP A2-dependent RNA granules. Journal of Cell Biology 181 (4) 579-586.
Kontakt und Informationen:
Univ.-Prof. Dr. Jacqueline Trotter
Fachbereich Biologie
Abteilung Molekulare Zellbiologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. +49 (0) 61313920263
Fax +49 (0) 6131 39-23840
E-Mail: trotter@uni-mainz.de
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