Gehirnzellen halten ihre Reparaturproteine stets in Bereitschaft
Wie erneuern Nervenzellen ihre Signalmaschinerie nach jeder Übertragung – und hängt das davon ab, wie aktiv sie sind? Neue Forschungsergebnisse liefern eine überraschende Antwort: kaum.
Wenn ein Neuron ein Signal weitergibt, werden am Zellende Vesikel freigesetzt, die Neurotransmitter enthalten. Diese Vesikel müssen anschließend rasch nachgebildet werden. Dieser Erneuerungsprozess wird als Endozytose bezeichnet: Die Zelle nimmt verbrauchtes Membranmaterial wieder auf und formt daraus neue Vesikel.
Die Proteine, die die Endozytose durchführen, befinden sich in einem bestimmten Bereich neben der Freisetzungsstelle, der sogenannten periaktiven Zone. Die Forschenden, die ihre Ergebnisse in eLife veröffentlichten, untersuchten, ob das Vorhandensein dieser Proteine in der periaktiven Zone davon abhängt, wie viel Signalaktivität im Neuron stattfindet.
Proteine sind unabhängig von der Aktivität vorhanden
Der Befund ist unerwartet: Endozytische Proteine verbleiben nahezu unabhängig davon an ihrem Platz, ob das Neuron gerade aktiv feuert oder nicht. Selbst wenn die Signalaktivität vollständig blockiert wurde, blieben die Proteine an Ort und Stelle. Auch die Störung des strukturellen Gerüsts, das die Freisetzungszone organisiert, hatte kaum Einfluss auf den Aufenthaltsort der endozytischen Proteine.
Dies legt nahe, dass die beiden Zonen – eine für die Freisetzung, eine für die Wiederherstellung – unabhängig voneinander aufgebaut und aufrechterhalten werden. Sie arbeiten zusammen, sind aber für ihre jeweilige Position nicht aufeinander angewiesen.
Warum das für die Gehirnalterung relevant ist
Mit zunehmendem Alter verlieren Neuronen teilweise ihre Fähigkeit, schnell und zuverlässig zu kommunizieren. Wenn die Erholungskapazität der Nervenenden nachlässt, könnte das zur verminderten kognitiven Leistungsfähigkeit im späteren Leben beitragen. Diese Studie liefert grundlegendes Wissen darüber, wie dieser Wiederherstellungsprozess organisiert ist – ein direkter Zusammenhang mit dem Altern wurde allerdings noch nicht nachgewiesen. Die Forschung wurde an Mäusen und Taufliegen durchgeführt.