Schnelles Denken - Teamarbeit in Nervenzellen

Göttinger Forscher des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie haben einen neuen Mechanismus herausgefunden, wie sich diese Proteine aktiv zu Gruppen zusammenschließen. Dies könnte ein entscheidender Trick der Natur sein, dass Denkprozesse im Gehirn kontrollierter - und damit schneller ablaufen.

Nervenzellen kommunizieren miteinander über so genannte Synapsen, an denen zwei benachbarte Zellen einen Kontakt ausbilden. Die "sendende" Zelle produziert winzige Bläschen ("Vesikel") mit Botenstoffen. Diese verschmelzen mit der Membran und setzen dabei ihre chemischen Botenstoffe frei, wodurch die "empfangende" Nachbarzelle aktiviert wird. Vermittelt wird diese Verschmelzung durch SNARE-Proteine, die auf der Nervenzellmembran sitzen. Für diese Aufgabe organisieren sie sich in Gruppen, auch Cluster genannt. Wie sich die einzelnen Proteine jedoch zu einer Gruppe zusammenfinden, darüber war bis jetzt nur wenig bekannt.

Bisher wurde angenommen, dass die Membranproteine dabei auf die Hilfe fremder Proteine oder Lipide angewiesen sind. "Wir konnten nun zeigen, dass sich die Membranproteine vielmehr selbst organisieren, indem sie miteinander wechselwirken", erklärt Projektleiter Thorsten Lang vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen (Abb. [1]). "Als molekulare Plattformen stehen sie bereit, damit Vesikel schnell andocken und dadurch Signale rasch weitergeleitet werden können".

Abb.1 Das virtuelle Modell zeigt den Aufbau der Syntaxin-1-Proteincluster. Sie sind in der Membran einer Nervenzelle verankert und ragen weit ins Innere der Zelle. Einzelne Syntaxin-1-Proteine wechseln zwischen den verschiedenen Clustern hin und her

Literatur

• 01 Sieber JJ . Willig KI . Kutzner C . Gerding-Reimers C . Harke B . Donnert G . Rammner B . Eggeling C . Hell SW . Grubmüller H . Lang T . Anatomy and Dynamics of a Supramolecular Membrane Protein Cluster.  Science. 2007;  317 1072-1076