Labo Online - Analytic, Labortechnik, Life Sciences
Home> Wirtschaft + Wissenschaft> Archiv>

Fatale Tröpfchen: Zentraler Pathomechanismus bei der Entstehung von zwei neurodegenerativen Erkrankungen entdeckt

Fatale TröpfchenZentraler Pathomechanismus bei Entstehung zweier neurodegenerativer Erkrankungen entdeckt

Ablagerungen des Proteins FUS (FUsed in Sarcoma) in Nervenzellen spielen gleich bei zwei unheilbaren neurodegenerativen Erkrankungen eine wichtige Rolle: Bei der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS), die zu Muskelschwund und letztendlich einer letalen Lähmung führt, und bei der Frontotemporalen Demenz (FTD), der nach der Alzheimer-Krankheit zweithäufigsten Demenz bei unter 65-jährigen. Die LMU-Biochemikerin Dorothee Dormann untersucht mit ihrem Team die Ursachen dieser Krankheiten. Nun hat sie zwei unterschiedliche molekulare Mechanismen identifiziert, die zum Entstehen der Ablagerungen führen. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin Cell.

sep
sep
sep
sep
Schematische Darstellung Nervenzellen

In gesunden Zellen wird das Protein FUS in den Zellkern transportiert, wo es an die DNA bindet und dabei hilft, das Ablesen des Erbguts zu steuern. Sowohl bei ALS als auch bei FTD funktioniert dieser Transport nicht, daher sammelt sich das Protein im Zytoplasma von Nervenzellen an und akkumuliert in sogenannten Stress-Granula. „Wir haben aufgrund früherer Ergebnisse vermutet, dass diese Stress-Granula als Kristallisationskeime für eine weitere, dann irreversible Verklumpung von FUS dienen können“, sagt Dormann. „Wie man sich den Aggregationsprozess genau vorzustellen hat, war allerdings unklar.“ Nun konnte Dormann zeigen, dass die Aggregation durch eine Phasentrennung zustande kommt, die derjenigen von Öltröpfchen in einer wässrigen Lösung ähnelt: Das Protein sondert sich vom umgebenden Zytoplasma ab und bildet Proteintröpfchen aus.

Anzeige

Die Phasentrennung von FUS wird bei den beiden untersuchten Erkrankungen auf unterschiedliche Weise beschleunigt: Im Fall der Amyotrophen Lateralsklerose bewirken Mutationen im FUS-Protein, dass der Kerntransport-Faktor Transportin wesentlich schwächer an FUS bindet als normal. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Transportin nicht nur für den Protein-Transport zuständig ist, sondern auch als Stabilisator für Proteine wie FUS wirkt, die eine sehr hohe Neigung zur Phasentrennung besitzen“, sagt Dormann. Diese wichtige Stabilisatorwirkung ist aufgrund der Mutation gestört. Bei Patienten mit Frontotemporaler Demenz dagegen liegen keine Mutationen vor, stattdessen fehlen bestimmte chemische Modifikationen am FUS-Protein, die den Transport von FUS in den Zellkern regulieren. Wie die Wissenschaftler zeigen konnten, verändert die fehlende chemische Modifikation nicht nur den Transport, sondern begünstigt direkt die Tröpfchenbildung und Aggregation von FUS.

Mit ihren Ergebnissen haben die Wissenschaftler nachgewiesen, dass die FUS-Aggregation ein zentraler Pathomechanismus bei der Entstehung von ALS und FTD ist. „Es gibt Hinweise, dass auch andere Proteine, die eng mit neurodegenerativen Erkrankungen verknüpft sind, über den Prozess der Phasentrennung aggregieren“, sagt Dormann. „In Zukunft möchten wir auch solche Proteine näher untersuchen, um so besser zu verstehen, wie dieser Prozess unterdrückt wird und wie man ihn eventuell chemisch modulieren könnte.“
Cell 2018

Publikation:
Phase separation of FUS is suppressed by its nuclear import receptor and arginine methylation
Mario Hofweber, Saskia Hutten, Benjamin Bourgeois, Emil Spreitzer, Annika Niedner-Boblenz, Martina Schifferer, Marc-David Ruepp, Mikael Simons, Dierk Niessing, Tobias Madl, Dorothee Dormann
Cell 2018

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zum Thema

Mikroskopische Aufnahme von Stammzellen über die Zeit

Neue Einsichten in der StammzellforschungGeringe Teilungshäufigkeit von Stammzellen im Gehirn

Zum ersten Mal konnten Wissenschaftler über Monate beobachten, wie sich Stammzellen im erwachsenen Gehirn teilen und neue Nervenzellen heranwachsen. Ihre Studie liefert damit neue Einsichten in der Stammzellforschung.

…mehr
Hat auch Relevanz in der Alternsforschung: Charles Darwins Evolutionsforschung

AutophagieWas lässt uns altern? – Das Geheimnis der Jugend

Forscher am Institut für Molekulare Biologie (IMB) in Mainz haben einen Durchbruch bei der Erforschung des Alterungsprozesses erzielt. Die neu gewonnenen Erkenntnisse könnten auch Bedeutung für die Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und Chorea Huntington haben.

…mehr
Rückenmark eines Mausembryos

NeurologieMotoneuronen zeigen Blutgefäßen den Weg

Einen entscheidenden Regulator für die Bildung von Blutgefäßen im sich ausbildenden Rückenmark während der Embryonalphase haben Heidelberger Neurowissenschaftler identifiziert. Sie konnten zeigen, dass Nervenzellen diesen Vorgang kontrollieren.

…mehr
Robotikanlage zur vollautomatisierten Testung von Wirkstoffen

DemenzforschungWirkstoffe im Hochdurchsatz testen

Wissenschaftler der Universität Bonn, der Life & Brain GmbH und des DZNE wollen in großem Stil Wirkstoffe zur Behandlung der verbreiteten Alzheimer-Erkrankung und der viel selteneren Machado-Joseph-Krankheit testen.

…mehr

Multiple SkleroseWie T-Zellen das Gehirn schädigen

Bei der neurodegenerativen Autoimmunerkrankung Multiple Sklerose (MS) greifen körpereigene T-Zellen das zentrale Nervensystem im Gehirn an. Ein wichtiges Hindernis stellt dabei die sogenannte Blut-Hirn-Schranke dar. Diese müssen T-Zellen überwinden, um in das Gehirn einzudringen. Wie das funktioniert, wollen Forscher weltweit ergründen.

…mehr
Anzeige

Mediadaten 2018

LABO Einkaufsführer

Produktkataloge bei LABO

Produktkataloge zum Blättern


Hier finden Sie aktuelle Blätter-Kataloge von Herstellern aus der Branche. Einfach durchblättern oder gezielt nach Stichwort suchen!

Anzeige

LABO Web-Guide 2016 als E-Paper

LABO Web-Guide 2016

Web-Guide 2016


- Stichwortregister

- Firmenscreenshots

-Interessante Webadressen aus dem Labor

Anzeige

Neue Stellenanzeigen

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.

LABO bei Facebook und Twitter