Ein bisher unbekannter Synapsentyp dient als Werkzeug für die direkte Kommunikation mit dem Zellkern und bietet Zugang zu Chromatinveränderungen, die Chromosomen bilden. Die Ergebnisse legen neue Behandlungsstrategien für eine Vielzahl von Erkrankungen nahe.
Fast jede Zelle im menschlichen Körper hat ein einzelnes Cilium auf ihrer Oberfläche, das wahrscheinlich ein Überbleibsel einzelliger Vorfahren ist. Und wenn Wissenschaftlern die Funktionen mancher Flimmerhärchen klar sind, dann waren die Flimmerhärchen von Neuronen bisher äußerst schwierig zu untersuchen. Jetzt haben neue, fortschrittlichere Methoden zur Visualisierung von Zilien es amerikanischen Wissenschaftlern ermöglicht, eine wichtige Entdeckung auf diesem Gebiet zu machen – die Identifizierung eines neuen Synapsentyps auf der Oberfläche von Neuronen, schreibt Science Daily.
Es ist bekannt, dass synaptische Verbindungen zwischen dem Axon eines Neurons und den Dendriten anderer Neuronen entstehen. Bisher haben Wissenschaftler noch nie Synapsen zwischen einem Axon und einem Cilium beobachtet, aber mit einem leistungsstarken Mikroskop konnten sie diesen Kontakt zum ersten Mal verfolgen. Sie nannten diese Art von Synapse axo-ciliär.
Anschließend zeigten sie, wie der Neurotransmitter Serotonin aus dem Axon an Ziliarrezeptoren abgegeben wird. Dadurch eröffnet sich ein direkter Zugang zur Struktur des Chromatins, was Veränderungen des Erbguts im Zellkern ermöglicht.
Da die Signale Veränderungen im Genommaterial im Zellkern ermöglichen, sind sie wahrscheinlich für langfristige Veränderungen in Neuronen verantwortlich (im Gegensatz zu Signalen von Axonen zu Dendriten), folgerten die Autoren. Es ist wahrscheinlich, dass Änderungen von einigen Stunden bis zu Tagen und Jahren dauern können.
Nun wollen Wissenschaftler weitere Zilienrezeptoren untersuchen, von denen es etwa zehn gibt. In Zukunft planen sie auch, Zilien an Zellen außerhalb des Gehirns zu untersuchen, beispielsweise in Leber und Nieren. Letztendlich wird eine solche Forschung ein besseres Verständnis der Funktionen von Synapsen und Rezeptoren und die Entwicklung neuer zielgerichteter Behandlungen für eine Vielzahl von Krankheiten ermöglichen. Beispielsweise kann die Ausrichtung auf Serotonintransporter die Behandlung von Depressionen verbessern und den zirkadianen Rhythmus korrigieren.
Zuvor haben andere Wissenschaftler gezeigt, dass synaptische Verbindungen im Gehirn durch einen aktiven Lebensstil gestärkt werden und die Wirkung auch bei schwerer Alzheimer-Erkrankung anhält.
2022-09-04 06:45:17
Autor: Vitalii Babkin