Beim Lernen und Erinnern werden Signale zwischen verschiedenen Nervenzellen in einer bestimmten Gehirnregion, dem Hippokampus, übertragen. Speziell für diese Hirnfunktionen ist ein porenbildendes Membranprotein notwendig, das an der Signalweiterleitung über die Verbindungsstellen, die so genannten Synapsen, beteiligt ist. Das haben Wissenschaftler der University of Iowa jetzt bei Mäusen nachgewiesen. Wie sie im Fachjournal Neuron berichten, bietet ihre Entdeckung die Möglichkeit, neue Medikamente zu entwickeln, die das Protein aktivieren und so das Gedächtnis verbessern.
Seit mehreren Jahren ist bekannt, dass bestimmte Gehirnzellen auf Säure reagieren, indem sie elektrische Signale erzeugen. Inzwischen wurden auch einige Proteine gefunden, die sich durch Säure aktivieren lassen. Jetzt haben John Wemmie und seine Kollegen genetisch veränderte Mäuse untersucht, denen eines dieser säureaktivierten Proteine fehlt. Es handelt sich dabei um einen Ionenkanal mit der Bezeichnung asic (acid sensing ion channel), durch den Ionen die Hülle der Nervenzelle passieren können.
Ein solcher Ionenfluss erzeugt ein elektrisches Signal. “Unsere Arbeiten zeigen, dass asic für säureaktivierte elektrische Ströme in Neuronen verantwortlich ist”, sagt Wemmie. Die Gehirnzellen der Mäuse, denen das asic-Protein fehlt, waren nicht mehr in der Lage, solche elektrischen Ströme zu erzeugen. Trotzdem erschienen die Tiere zunächst völlig normal. Dann stellte sich heraus, dass ihre Lern- und Erinnerungsfähigkeit stark beeinträchtigt war.
Das asic-Protein wird normalerweise von Zellen des Hippokampus gebildet. Dort befindet es sich an den Synapsen der Neuronen. Es ist offenbar speziell für Lern- und Erinnerungsvorgänge von zentraler Bedeutung, indem es die Weiterleitung von Signalen über die Synapsen unterstützt.
“Das asic-Protein ist möglicherweise ein geeigneter Angriffspunkt für Medikamente, die das Gedächtnis verbessern, ohne dadurch gleichzeitig andere Gehirnfunktionen zu beeinflussen”, sagt Wemmie. Umgekehrt könnten hemmende Wirkstoffe bei bestimmten psychischen Erkrankungen eingesetzt werden, um die Erinnerung zu dämpfen.
Joachim Czichos
