Mekanismen för hjärnans utveckling avkodas

Proteinkontrollslinga är avgörande för hjärnans utveckling

06/12/2011

Medan funktionerna hos de olika hjärnområdena redan är relativt välskötta idag är lite känt om utvecklingen av hjärnan eller relevanta faktorer till denna dag. Svenska och tyska forskare har nu identifierat en tidigare okänd mekanism som spelar en nyckelroll i den mänskliga hjärnans embryonala utveckling.

Forskarna kring Dr. Christopher Horst Lillig från University of Greifswald och dr. Carsten Berndt från Karolinska Institutet i Stockholm upptäckte en tidigare okänd kontrollbana i hjärnan som är avgörande för utvecklingen av strukturer i människans hjärna. På grundval av aktuella fynd kan nya terapeutiska metoder för behandling av olika neurologiska sjukdomar härledas i framtiden. Lillig och dr. Berndt i aktuell utgåva av handelsjournalen „Förlopp av National Academy of Sciences“ (PNAS). Enligt forskarna kan den upptäckta proteinregleringen också spela en viktig roll för att orsaka sjukdomar som epilepsi och Alzheimers.

Utveckling av hjärnstrukturer beroende på glutaredoxin-2?
Om bildandet av strukturer i hjärnan är hittills relativt okänt. Vilka faktorer påverkar utvecklingen av hjärnans cirka 100 miljarder nervceller och deras koppling till varandra (varje nervcell är kopplad i genomsnitt med 1 000 andra), var därför fokus för aktuell forskning av Dr. med. Lillig och kollegor. är. De ville ta reda på vilka faktorer, signaler och regleringsmekanismer som bestämmer bildandet av strukturer i hjärnan. För detta ändamål undersökte forskarna i ett modellexperiment utvecklingen av hjärnstrukturer i zebrafisk. Eftersom de misstänkte ett signifikant inflytande av proteinglutaredoxin-2 på hjärnans utveckling, analyserade forskarna Dr. Lillig och dr. Berndt som en del av hennes studie, vilken effekt en uttag av proteinet har på utvecklingen av zebrafiskens hjärna. Zebrafisken är, enligt forskarna, särskilt väl som ett exempel på organism för bildandet av strukturer i människans hjärna.

Proteinkontrollslingan har ett signifikant inflytande på hjärnans utveckling
Dr. Lillig och dr. Berndt förklarar i den nuvarande PNAS-artikeln att proteinglutaredoxin-2 används för att förändra aminosyran cystein och på så sätt påverka andra proteiner som behövs för att bilda så kallade axoner i hjärnan. Axoner är fibrerna i nervcellen, som behövs för att ansluta nervcellerna (synapser) med varandra. Först när denna anslutning fungerar är den nödvändiga stimulansöverföringen och kommunikationen mellan hjärnans olika delar och muskelceller garanterad, förklarar forskarna i tidningen PNAS. Utan bildandet av axonerna kan det komplexa nätet mellan nervcellerna i den mänskliga hjärnan inte byggas, dr. Lillig och dr. Berndt. Vid denna tidpunkt har proteinglutaredoxin-2 uppenbarligen en signifikant betydelse, för i zebrafisken utan proteinet kunde inte bindningarna bildas och de utvecklande nervcellerna dog som ett resultat av bristen på koppling. Således framgår tydligt den betydelsefulla betydelsen av den nyupptäckta kontrollkretsen för hjärnans utveckling, betonade det svenskt-tyska forskargruppen.

Möjliga effekter av proteinregleringsslingan på neurologiska störningar
I ett nästa steg kommer det nu att kontrolleras huruvida den upptäckta styrslingan eventuellt också påverkar utvecklingen av neurologiska sjukdomar som demens eller Alzheimers eller epilepsi. För i Drs åsikt Berndt och dr. Lillig föreslår att proteinerna som behövs för att bilda axonerna kan spela en viktig roll i sådana neurologiska sjukdomar. Under alla omständigheter är det dock klart för första gången att embryonal utveckling av hjärnan beror på den enzymatiska aktiviteten hos glutaredoxin-2. utan „Glutaredoxin-2 förlorade nästan alla typer av neuroner förmågan att utveckla en axonal byggnadsställning“, så uttalandet av forskarna. Förutom forskarna från University of Greifswald och Karolinska Institutet i Stockholm var forskare från Heinrich Heine University i Düsseldorf och Philipps University i Marburg involverade i den aktuella studien. (Fp)

Läs också:
Salt stimulerar hjärnan som ett läkemedel
Fetma gör att hjärnan krymper

Bild: Dieter Schütz