24.08.2020
Forscher entdecken Protein, das eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von Gehirnzellen spielt
Querschnitt durch das Maus-Hirn am Embryonaltag 15 (neurale Stammzellen in Magenta, Neuronenvorläufer in Grün, Neuronen in Rot)
Ein internationales Forscherteam, in dem auch Dr. Tiwari von der Queen’s University Belfast und Prof. Calegari vom CRTD der TU Dresden mitwirkten, hat die Schlüsselrolle eines DNA-editierenden Proteins bei der Entwicklung des Gehirns entdeckt: Das Vorhandensein des Proteins Phf21b innerhalb eines definierten Zeitfensters der Schwangerschaft und an einem bestimmten Ort im Gehirn initiiert die Bildung von Neuronen aus neuralen Stammzellen am richtigen Ort, zur richtigen Zeit und in der richtigen Anzahl. Dies könnte erklären, warum dieses Protein dafür bekannt ist, geistige Einschränkungen und Depressionen bei Erwachsenen zu verursachen. Die Forschungsergebnisse wurden im Wissenschaftsmagazin Genes & Development publiziert und könnten zu einem neuen Verständnis der Gehirnentwicklung beitragen sowie eine frühere Diagnose und bessere Behandlungen von Hirnerkrankungen ermöglichen.
Zur Durchführung ihrer Studie analysierten die Forscher die Entwicklung verschiedener Zelltypen im Gehirn. Sie stellten fest, dass die Entfernung des Proteins Phf21b die Produktion von Neuronen aus neuralen Stammzellen stoppte und zu schweren Defekten in der Gehirnentwicklung führte. Die Forscher entdeckten auch die Bedeutung dieses Proteins für die DNA der neuronalen Stammzellen.
Die Entwicklung des Gehirns ist ein hochkomplexer Prozess, bei dem zu bestimmten Zeitpunkten und an bestimmten Orten während der Embryonalentwicklung verschiedene Arten von Zellen entstehen. Eingriffe in diese Prozesse können schwere Krankheiten verursachen. Neuronen sind die Arbeitseinheit des Gehirns, die Informationen an andere Nervenzellen und verschiedene Gewebe im Körper, wie z.B. die Muskeln, übermittelt sowie für die Speicherung von Erinnerungen verantwortlich ist.
Publikation:
Genes & Development: “Phf21b imprints the spatiotemporal Proof Only epigenetic switch essential for neural stem cell differentiation”, Autoren: Amitava Basu, Iván Mestres, Sanjeeb Kumar Sahu, Neha Tiwari, Bimola Khongwir, Jan Baumgart, Aditi Singh, Federico Calegari, and Vijay K. Tiwari