Wissenschaftlern des California Institute of Technology ist es mit einer neuen Technik gelungen, eine eigenständige Proteinsynthese in Dendriten, den fingerförmigen Ausläufern von Nervenzellen, nachzuweisen. Mit Hilfe eines eingeschmuggelten Farbstoffs brachten sie die neu gebildeten Proteine zum Glühen und konnten somit ihren Entstehungsort bestimmen. Dies berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Neuron.
Um den Nachweis zu erbringen, verband das Team um Erin M. Schuman das Gen für das Enzym CAMKII-a (calcium/calmodulin dependent kinase II-a) mit einem grün leuchtenden Fluoreszenz-Gen und brachte dieses Konstrukt in Rattenneurone ein. Über die Gabe eines Wachstumsfaktors wurde die Bildung des Proteins CAMKII-a angeregt und ein verdächtiges Leuchten erschien in den langen Ausläufern der Nervenzellen.
Um auszuschließen, dass das Protein doch im somatischen Zellkörper produziert wurde und dann auf Wanderschaft ging, schnitten die Forscher die Dendriten vom restlichen Neuron ab. Die Dendriten leuchteten daraufhin auch von ganz alleine. Somit muss in diesen Strukturen eine eigenständige Proteinsynthese stattfinden. Die Ergebnisse unterstützen die seit zwei Jahrzehnten bestehende Hypothese, dass die Proteinsynthese vom Zellkörper getrennt stattfinden kann.
Für die Zelle ist dieses Vorgehen viel effizienter und ökonomischer, als wenn alle Proteine erst einen weiten Weg vom Entstehungsort bis in die äußersten Spitzen der Dendriten zurücklegen müssten. Auch scheinen die Ausläufer mit ihrer eigenen Proteinsynthese aktiv in die Verbindungen zwischen Nervenzellen eingreifen zu können. Darüber wird die Stärke der bestehenden Verbindung bestimmt und letztendlich die neuronalen Aktivitäten wie Lernen und Gedächtnis, beeinflusst.
Dr. Dagmar Knopf
