Laut einer Mitteilung der Lundbeck Foundation hat eine Gruppe von Neurowissenschaftlern aus der ganzen Welt den mit 1.3 Millionen Euro dotierten Brain Prize gewonnen. Der Brain Award, die höchste Auszeichnung in den Neurowissenschaften, wurde an drei Forscher für ihre Gesamtbeiträge auf dem Gebiet der Plastizität des Gehirns verliehen.
Die renommiertesten Preisträger in den Neurowissenschaften gefunden
Der mit 10 Millionen DKK (ca. 1,3 Millionen Euro oder 1,45 Millionen US-Dollar) dotierte Preis gilt als die prestigeträchtigste Auszeichnung in den Neurowissenschaften und wird zwischen den Neurowissenschaftlern Christine Holt, Michael Greenberg und Erin Schuman aufgeteilt. Der Preis wird jährlich von der Lundbeck Foundation in Dänemark vergeben, um außerordentlich wichtige und bemerkenswerte Entwicklungen in der Hirnforschung zu würdigen. Die Preisverleihung findet später in diesem Jahr in Kopenhagen statt.
Laut Richard Morris, Neurologe an der Universität Edinburgh und Vorsitzender des Komitees, hatte die Forschung der Gewinner „enorme wissenschaftliche Auswirkungen“.
Der Brain Award würdigt die Arbeit von drei Wissenschaftlern zu den molekularen Grundlagen der neuralen Plastizität – der Fähigkeit des Gehirns, Verbindungen neu zu organisieren, während es lernt, sich entwickelt, sich von Verletzungen erholt und sich an neue Informationen anpasst.
Das cFos-Gen und sein Begleitprotein, ein Transkriptionsfaktor namens Fos, wurden entdeckt.
Jeder der drei Experten untersucht die einzelnen Elemente der Proteinproduktion in Neuronen im Kontext der synaptischen Plastizität. In seiner frühen Forschung entdeckte der Neurowissenschaftler der Harvard Medical School, Greenberg, das cFos-Gen und sein Begleitprotein, einen Transkriptionsfaktor namens Fos.
Er zeigte weiter, dass die neuronale Aktivität die Produktion von Genen initiiert, die mit der synaptischen Plastizität zusammenhängen, indem sie die Expression von Fos stimuliert.
Er zeigte weiter, wie neuronale Aktivität die Expression von Fos auslöst, was wiederum die Produktion von Genen verursacht, die an der synaptischen Plastizität beteiligt sind, was zu lang anhaltenden Veränderungen der Konnektivität führt. Die Annahme, dass die Genbearbeitung ein schrittweiser Prozess ist, ändert sich mit den außergewöhnlich schnellen Zeitlinien, an denen Fos arbeitet. Greenberg hat seine gesamte Karriere damit verbracht, zu untersuchen, wie sensorische Aktivitäten die Gehirnverdrahtung prägen, und hat mehrere zusätzliche regulatorische Komponenten identifiziert, die langfristige synaptische Veränderungen regulieren, die für die Gedächtnisbildung, das Verhalten und die Entwicklung entscheidend sind.
Während Greenberg gezeigt hat, dass Fos und andere Gene die langfristige synaptische Plastizität beeinflussen, waren die Forscher verwirrt darüber, wie die synaptische Plastizität an einzelnen Synapsen außerhalb des Zellkerns aufrechterhalten wird. Schuman, der jetzt Leiter des Max-Planck-Instituts in Deutschland ist, interessierte sich für dieses Rätsel.
Schuman war der erste, der 1996 zeigte, dass eine lokale Proteintranslation an diesen entfernten Synapsen notwendig ist, um die synaptische Konnektivität zu stärken; Dieser Mechanismus findet ohne genetische Veränderungen im Zellkern statt, wo mRNAs zuerst produziert werden. Auf einer Pressekonferenz vor der Ankündigung erklärt Schuman, dass „die Lösung für das Neuron darin besteht, mRNAs vom Zellkern zu den Axonen zu senden“; „Sobald die mRNAs in den Prozessen sind, können Proteine nach Bedarf hergestellt werden.“ Schumans Arbeit, die seitdem die Auswirkungen der lokalen Proteinexpression und des Abbaus auf die synaptische Plastizität weiter untersucht, hat Auswirkungen auf Erkrankungen wie Tuberöse Sklerose und das Fragile-X-Syndrom.
Holt ist ein Neurowissenschaftler an der University of Cambridge in England, der untersucht, wie Verbindungen zunächst im sich entwickelnden Gehirn gebildet und dann im Laufe der Zeit aufrechterhalten werden. Seine Forschungen zum visuellen System von Wirbeltieren zeigten, dass Proteine im Wachstumskegel, dem Endpunkt des Axons, produziert und zerstört werden, wo Neuronen während der Entwicklung zu ihren Zielen streben. Ähnlich wie die Ergebnisse von Schuman betonte Holts Forschung auch die Bedeutung der lokalen Translation bei der Bildung und Aufrechterhaltung von Gehirnaxonen.
Die gemeinsame Arbeit der Forscher "erzählt eine schöne Geschichte", sagt Morris. Erstens zeigt Greenbergs Forschung, dass „die Aktivität von Neuronen die Gentranskription beeinflussen kann“. Als nächstes zeigen Schuman und Holt, wie die Gentranskription „RNAs erzeugt, die zur Peripherie transportiert werden, um die Aufgabe der Modifikation von Synapsen zu übernehmen“.
Die Arbeit dieser drei Experten hat unser Wissen über die genetischen Grundlagen verschiedener entwicklungsneurologischer und neurodegenerativer Erkrankungen erweitert, obwohl die Forschung im Wesentlichen Grundlagenwissenschaft ist. Laut Holt war die Entdeckung, dass Boten-RNA mit neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht wird, „eine der Überraschungen der letzten Jahre“. Laut Holt sind Defekte in der mRNA-Translation an der Synapse sowohl mit der Alzheimer-Krankheit als auch mit dem Fragile-X-Syndrom verbunden.
Morris argumentiert, dass die Ergebnisse der Studie verschiedene [translationale] Auswirkungen haben werden; Einige davon bemerken wir bereits, aber in den kommenden Jahren werden weitere Beispiele hinzukommen.
Quelle: the-scientist.com/news-opinion – Natalia Mesa, PhD
Günceleme: 23/03/2023 23:30