Neddylierung – kaum bekannt und doch sehr wichtig

Proteinveränderungen ermöglichen Nervenzellen, miteinander zu kommunizieren

12. Januar 2015

Neddylierung ist eine Veränderung von Eiweißen in unseren Zellen. Hirnforscher am Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München haben herausgefunden, dass die Neddylierung wichtig für die Entstehung und Funktion von Nervenzellen im Gehirn ist. Vor allem spielt diese Veränderung eine große Rolle in den Bereichen, an welchen Nervenzellen miteinander kommunizieren. Bei der Erforschung von neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer könnte ein besseres Verständnis der Neddylierung helfen.

Nervenzellen müssen miteinander kommunizieren um Informationen zu übertragen. Hier knüpft die rote an die gelbe Nervenzelle an.

Gene auf der DNA werden in RNA überschrieben. Durch die Information auf den RNA-Molekülen können dann in den Zellen Eiweiße hergestellt werden, die jeweils spezifische Aufgaben erfüllen. Diese Eiweiße, auch Proteine genannt, können weiter verändert werden. Vor kurzem wurde eine neue Art von Veränderungen entdeckt, die Neddylierung. Hierbei fügen spezialisierte Enzyme das kleine Eiweiß Nedd8 an andere Proteine an. Neddylierte Proteine sind dann beispielsweise markiert, um abgebaut zu werden oder können völlig neue Aufgaben übernehmen.

Hirnforscher um Damian Refojo am Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München haben jetzt herausgefunden, dass die Neddylierung bei der Entstehung und Funktion der Nervenzellen eine wichtige Rolle spielt. Nervenzellen übertragen Informationen im Gehirn oder vom Gehirn zu anderen Körperteilen. Dadurch können wir unter anderem denken, sprechen oder uns bewegen. Nervenzellen kommunizieren miteinander über Synapsen. „Wir konnten erstmalig zeigen, dass Proteine in solchen Synapsen aktiv durch Neddylierung verändert werden“, berichtet Annette Vogl, Doktorandin und Erstautorin der aktuellen Studie, die in der renommierten Fachzeitschrift Nature Neuroscience veröffentlicht wurde.

Auf Nervenzellen (grün) befinden sich hunderte bis tausende kleine Ausstülpungen, die Dornenfortsätze (gelb). Um miteinander kommunizieren zu können, knüpft eine Nervenzelle an die Dornenfortsätze einer anderen Nervenzelle an. Wenn die Neddylierung nicht funktioniert, verschwinden die Dornenfortsätze und die Zellen können nicht mehr miteinander in Kontakt treten.

Um Synapsen ausbilden zu können, knüpft eine Nervenzelle an kleine Ausstülpungen einer anderen Nervenzelle an, den sogenannten Dornenfortsätzen. Die Oberfläche einer Nervenzelle kann hunderte bis tausende Dornenfortsätze ausbilden, sodass sie mit vielen anderen Nervenzellen kommunizieren kann. „Wir haben entdeckt, dass die Neddylierung ein Schlüsselprinzip bei der Reifung der Dornenfortsätze und der Entwicklung von Nervenzellen ist. Neddylierung sorgt auch dafür, dass die Dornenfortsätze beibehalten werden“, erklärt Annette Vogl. „Bei ausgewachsenen Mäusen, in deren vorderen Gehirnbereichen die Neddylierung nicht funktioniert, schrumpfen die Dornenfortsätze und verschwinden schließlich. Diese Mäuse können nichts Neues lernen und haben Gedächtnisschwierigkeiten.“

Auch bei Erkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer scheinen Proteine durch Neddylierung verändert zu werden. Eine genauere Erforschung der Neddylierung könnte helfen, solche Krankheiten besser zu verstehen.

AN

Zur Redakteursansicht