Auslösung für Oberflächenvergrößerung: Trnp1 legt das Gehirn in Falten

Entdecktes Kernprotein sorgt für enorme Vermehrung von Nervenzellen der Großhirnrinde

[Auf dem Campus, 27.04.2013] Verschiedene Gehirnregionen haben unterschiedliche Aufgaben und müssen je nach Anforderung spezifisch erweitert werden. Im Vorderhirn der Säugetiere etwa ist die Großhirnrinde – die für alle kognitiven Leistungen verantwortlich ist – meist stark gefaltet und vergrößert. Je mehr Falten und Furchen vorhanden sind, desto größer ist die Oberfläche und desto besser kann das Gehirn Informationen aufnehmen und verarbeiten. Beim Menschen ist ungefähr bis zum sechsten Schwangerschaftsmonat die Hirnoberfläche des Fetus weitgehend glatt, erst danach setzt die Faltung ein.
Welche Mechanismen die Vergrößerung und Auffaltung des Gehirns im Lauf der fetalen Entwicklung auslösen, seien bisher völlig unbekannt gewesen, sagt Prof. Magdalena Götz, Lehrstuhlinhaberin am Physiologischen Institut der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und Direktorin des Instituts für Stammzellforschung am Helmholtz Zentrum München.
Mit ihrem Team konnte Prof. Götz nach LMU-Angaben nun im Mausmodell zum ersten Mal den entsprechenden molekularen Mechanismus identifizieren – verantwortlich ist das neue Kernprotein Trnp1, das eine enorme Vermehrung von Nervenzellen der Großhirnrinde auslöst – und sogar bei Mäusen, die normalerweise glatte, ungefaltete Gehirne aufweisen, das Gehirn in Falten legt.
Trnp1 sei ein Schlüsselprotein für die Vergrößerung und Auffaltung der Großhirnrinde und werde während der Entwicklung dynamisch kontrolliert,
so Prof. Götz. In den frühen Phasen der Entwicklung sei die Trnp1-Konzentration hoch. Dies sorge dafür, dass sogenannte radiale Gliazellen gefördert würden, wodurch die Ausdehnung bestimmter Gehirnregionen vergrößert werde. Später werde die Trnp1-Konzentration in diesen Regionen vermindert. In der Folge werde die Bildung verschiedener Vorläuferzellen und Stützzellen angeregt – dadurch ordneten sich besonders viele neu gebildete Nervenzellen in einer gefalteten Struktur an.
Dieser molekulare Mechanismus ist besonders interessant, weil sowohl die Vergrößerung als auch die Auffaltung des Gehirns von demselben Molekül – Trnp1 – kontrolliert werden. Trnp1 stellt daher einen viel versprechenden Ansatzpunkt dar, um die zellulären und molekularen Mechanismen dieser komplexen Prozesse weiter zu untersuchen – eine Aufgabe, der sich auch Prof. Götz mit ihrem Team weiter widmen wird.
Insbesondere wollen die Wissenschaftler die Regulation und die molekulare Funktionsweise des Proteins untersuchen.

Weitere Informationen zum Thema:

LUDWIG-MAXIMILIANS-UNIVERSITÄT MÜNCHEN
Entwicklungsneurobiologie / Neues Protein schaltet Gehirn auf Zuwachs

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