Labo Online - Analytic, Labortechnik, Life Sciences
Home> Life Sciences> Genomics/Proteomics>

Synapsin: Beitrag des Proteins für Lernprozesse untersucht

Synapsin hilft dem Gedächtnis auf die SprüngeBeitrag des Proteins für Lernprozesse untersucht

Duft kann Appetit machen. Bereits Larven der Fruchtfliege Drosophila melanogaster können lernen, dass bestimmte Düfte mit einer Nahrungsbelohnung verknüpft sind, andere Gerüche jedoch nicht.

sep
sep
sep
sep
Fliegenlarve

Das Team um Prof. Dr. Bertram Gerber und Jörg Kleber vom Magdeburger Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) hat dazu nun eine neue Studie im Fachjournal Learning & Memory veröffentlicht. Darin haben die Wissenschaftler entschlüsselt, welche Rolle das Protein Synapsin beim Duft-Lernen hat.

„Die Fliegenlarven werden darauf trainiert, einen Duft mit einer Belohnung zu verknüpfen. Dazu wird ihnen zunächst ein Duft auf einer zuckerhaltigen Schale präsentiert. Während sich die Larven vollfressen, nehmen sie den Geruch wahr. Dann werden sie auf eine zuckerfreie Schale gebracht und einem anderen Duft ausgesetzt. Nachdem man diese Prozedur drei Mal wiederholt hat, kommen sie in eine Testschale und können zwischen den beiden Düften wählen“, so Studienleiter Gerber. Wenn die Larven die Verknüpfung gelernt haben, wandern sie zu dem Geruch, der vorher auf der zuckrigen Schale zu riechen war. „Das ist eine klassische Konditionierung, wie sie Pawlow mit seinen Hunden durchgeführt hat“, erklärt er.

Anzeige

Die Magdeburger Wissenschaftler haben mit dieser Methode untersucht, welchen Beitrag das Synapsin-Protein für diesen Lernvorgang leistet. Doktorand Jörg Kleber erläutert: „Wir haben jeweils die Duft- oder die Zuckerkonzentration verändert oder den Abstand zwischen Training und Test. Dann haben wir geschaut, wie gut Wildtypen, also normale Fliegenlarven, und Mutanten, denen das Synapsin im Gehirn fehlt, sich erinnern.“ Dabei konnten sie mit Hilfe ihrer Experimente feststellen: Es ist eben nicht immer so, dass Wildtyp-Larven besser lernen als mutierte Larven.

Petrischale

Dabei fanden die Forscher heraus: Bei einer geringen Duftkonzentration gab es zwischen beiden Gruppen von Larven keine Unterschiede – sie erinnerten sich gleich gut. Nur bei hohen Duftkonzentrationen waren die wildtypischen Larven im Vorteil. „Das haben wir auch für einen weiteren Duft bestätigen können“, so Kleber.

In einem nächsten Experiment veränderten sie die Konzentration der Zuckerbelohnung in den Schalen. „Auch hier konnten wir zeigen, dass Wildtypen nur mit einer hohen Konzentration besser lernen als Mutanten ohne Synapsin.“ Gleiches galt für die Zeitspanne zwischen Training und Test. „Zunächst sind die normalen Larven besser, aber mit nur fünfminütigem Abstand zwischen Training und Test konnten wir keinen Unterschied mehr zwischen beiden Larventypen feststellen“, so die Wissenschaftler.

Im Prinzip kann eine Larve ohne das Synapsin-Protein also durchaus lernen und sich erinnern – aber mit Synapsin funktioniert es einfach besser. „Man könnte sagen, Synapsin ist ein natürlicher ,cognitive enhancer´.“ Dies hängt wohl mit der Arbeitsweise des Proteins zusammen. „Synapsin reguliert die Ausschüttung von Botenstoffen zwischen Nervenzellen. Wir gehen davon aus, dass es Lern- und Gedächtnisprozesse verbessert, indem eine Veränderung der Ausschüttung bei besonders wichtigen Ereignissen besonders leicht erfolgen kann.“ Zukünftige Studien sollen die natürliche Verbesserung von Lern- und Gedächtnisprozessen durch Synapsin weiter aufklären. Solche Erkenntnisse lassen sich womöglich auf den Menschen übertragen, denn Synapsin ist auch im menschlichen Gehirn vorhanden.

Publikation:
Synapsin is required to „boost” memory strength for highly salient events: Jörg Kleber, Yi-Chun Chen, Birgit Michels, Timo Saumweber, Michael Schleyer, Thilo Kähne, Erich Buchner, and Bertram Gerber.

LIN-Ansprechpartner:
Prof. Dr. Bertram Gerber
E-Mail: bertram.gerber@lin-magdeburg.de

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zum Thema

Kirschessigfliege (Drosophila suzukii)

Kampf gegen neuen ObstschädlingBeta-Cyclocitral lockt Kirschessigfliegen an

Die 2014 in Deutschland erstmals verstärkt aufgetretene Kirschessigfliege Drosophila suzukii legt ihre Eier in frisches, noch nicht geerntetes Obst. Befallene Früchte sind oftmals zusätzlich noch mit Bakterien und Pilzen infiziert und somit für den Verkauf oder eine Weiterverarbeitung ungeeignet.

…mehr

ChronobiologieEs geht auch ohne innere Uhr

Eine innere Uhr ist nicht zwingend Voraussetzung, damit Lebewesen ihre Aktivitäten einem Tag-Nacht-Rhythmus anpassen können – zumindest unter bestimmten Bedingungen. Andere Mechanismen können den Verlust der molekularen Taktgeber kompensieren, wie Forscher der Uni Würzburg jetzt zeigen.

…mehr
Fruchtfliege

DuftexperimenteWas wissen Fliegen von der Zeit?

Auch Fliegen haben ein Zeitgedächtnis. Das haben Wissenschaftler der Universität Würzburg in einer Reihe von Experimenten herausgefunden. Damit die Tiere ein Gedächtnis entwickeln können, müssen allerdings etliche Bedingungen erfüllt sein.

…mehr
Nanobodies

Neuer Nanobody-Tool als ProteinfähreKünstlicher Ortswechsel für Proteine

Forschende am Biozentrum der Universität Basel haben eine Methode entwickelt, mit der sich Proteine an einen anderen Ort in der Zelle verfrachten lassen. Dadurch ist es möglich, die Funktion von Proteinen in Abhängigkeit zu ihrer Position zu untersuchen.

…mehr
Das Fliegenhirn errechnet aus den Signalen verschiedener Zelltypen (vier davon hier farblich dargestellt) Bewegungen – wobei die Bewegungserkennung schneller wird, sobald sich die Tiere bewegen. (© MPI für Neurobiologie / Meier, Serbe & Arenz)

NeurobiologieAktive Fliegen reagieren schneller

Um auf Veränderungen in der Umgebung rechtzeitig reagieren zu können, muss das Gehirn die Signale, die es von den Augen erhält, schnell und präzise analysieren. So ist es zum Beispiel für den modernen Menschen in der Stadt überlebenswichtig, die Bewegungsrichtung eines sich nahenden Autos zu erkennen. 

…mehr
Anzeige

Bildergalerien bei LABO online

Anzeige

Jetzt den LABO Newsletter abonnieren

LABO Newsletter abonnieren

Der kostenlose LABO Newsletter informiert Sie wöchentlich über neue Produkte, Lösungen, Technologietrends und Innovationen aus der Branche sowie Unternehmensnachrichten und Personalmeldungen.

Anzeige
Anzeige

Mediaberatung