Mad Cow Protein Might Be notwendig für gesunde Gehirnfunktion Es Aids Schaffung von Gehirnzellen

Nur wenige Bedingungen sind schädlich für das menschliche Gehirn als die im Volksmund als Rinderwahnsinn genannt . Aber jetzt gibt es Grund zu der Annahme , dass das Protein , das, wenn malformed , Ursachen der bovinen spongiformen Enzephalopathie bei Rindern und Creutzfeldt -Jakob-Krankheit bei Menschen , könnte auch für eine gesunde Gehirnfunktion notwendig sein. Forscher vom Whitehead Institut für biomedizinische Forschung und der Harvard Medical School / Massachusetts General Hospital haben entdeckt, dass die normale Form des schädlichen Proteins kann tatsächlich helfen, das Gehirn zu erstellen Neuronen , diese elektrisch leitenden Zellen, die Erkenntnis zu ermöglichen.

"Es ist schwer zu verstehen, warum das Prion-Protein , das bei der malformed Themen uns, diese schreckliche Krankheit ist so reichlich im Gehirn an erster Stelle ", sagt Whitehead Mitglied Susan Lindquist , der auch Professor für Biologie am MIT. Zusammen mit Jeffrey Macklis der Harvard Medical School und Massachusetts General Hospital ist sie Co- Senior-Autor auf dieser Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften Papier, soll in der Woche vom 13. Februar veröffentlicht " werden Wir wissen seit Jahren, was passiert, wenn dieses Protein schief geht . Jetzt beginnen wir zu sehen, was seine normale Form hat Recht. "

Seit über zehn Jahren haben Forscher bekannt, dass ein Protein namens PrP verursacht Rinderwahn und seine menschliche Äquivalent , die Creutzfeldt -Jakob-Krankheit , wenn es nicht richtig darstellt. PrP ein Prion ist , eine Klasse von Proteinen, die die ungewöhnliche Fähigkeit, andere Proteine ​​rekrutieren, um ihre Form zu ändern hat . (PrP ist eine Abkürzung für " Prion-Protein " . ) Dies ist bedeutsam , weil Form eines Proteins bestimmt seine Funktion . Wenn ein Prion seine Form ändert , oder " misfolds ", sie schafft eine Kaskade , wo benachbarte Proteine, die besondere Gestaltung alle übernehmen. In einigen Organismen , wie Hefezellen , kann dieser Prozess harmlos oder sogar vorteilhaft sein. Aber bei Säugetieren , kann es zu tödlichen Hirnläsionen , die Krankheiten wie Creutzfeldt-Jakob charakterisieren führen .

Merkwürdiger jedoch PrP gesamten gesunden menschlichen Körper besonders im Gehirn gefunden werden . In der Tat ist es in vielen Säugetierarten gefunden werden, und nur in den seltensten Fällen ist es misfold und Krankheiten verursachen . Offensichtlich haben Wissenschaftler begründeten , wie ein weit konservierten Protein muss auch eine positive Rolle spielen.

Im Jahr 1993 schuf die Wissenschaftler eine Reihe von Mäusen, bei denen das Gen, das für PrP wurde ausgeschlagen , verhindert die Mäuse von den Prionen in jedem Gewebe abzugeben. Überraschenderweise zeigten die Mäuse keine Anzeichen für eine schädliche Wirkung . Der einzige Unterschied zwischen diesen Mäusen und Kontrollmäusen war, dass die Knock-out- Tiere waren nicht in der Lage Vertrags Prion bedingten neurodegenerativen Erkrankung , wenn infiziert. Forscher wusste dann, dass PrP für Rinderwahnsinn Typ Krankheiten notwendig war ; jede andere Art von normalen Funktion unbekannt geblieben .

Vor kurzem haben Forscher aus den Labors von Lindquist und Whitehead Mitglied Harvey Lodish entdeckt, dass PrP hilft bewahren Stammzellen im Blut. Aus diesem Grund schloss Lindquist mit Macklis zu sehen, ob es könnte auch eine ähnliche Verbindung zwischen PrP und Zellen im Gehirn , wo das Prion-Protein ist weit mehr reichlich vorhanden sein .

Andrew Steele , ein Doktorand aus dem Labor Lindquist , gemeinsam mit Jason Emsley und Hande Ozdinler , Postdoktoranden im Macklis Labor , um die Auswirkungen PrP könnte auf die Neurogenese haben zu untersuchen. ( Neurogenese ist der Prozess, bei dem das Gehirn erzeugt neue Neuronen im sich entwickelnden embryonalen Gehirn und in begrenztem Umfang auch im erwachsenen Gehirn . ) Zu diesem Zweck untersuchten sie embryonalen Hirngewebe von drei Arten von Mäusen : solche, bei denen die PrP Gen dauerhaft deaktiviert oder ausgeschlagen ; solche, in denen das Gen überexprimiert , wodurch eine ungewöhnlich große Menge von PrP ; und normalen Kontrollmäusen .

Steele und Emsley isoliert neuralen Vorläuferzellen - frühzeitig Zellen , die Anlass zu Neuronen und sogenannten Gliazellen Stützzellen zu reifen. ( Diese Vorläuferzellenwerden häufig als neurale Stammzellen bezeichnet , obwohl sie nicht über bestimmte Eigenschaften, die charakteristisch für breitere Stammzellen sind . ) Nach dem Anordnen dieser embryonalen Vorläuferzellen unter Kulturbedingungen , die sie wachsen und sich zu differenzieren, sie auffallende Unterschiede bemerkt aktiviert . Zellen aus dem Knock- out-Maus blieb in der Vorstufe für eine lange Zeit, im Vergleich mit den Kontrollmäusen . Aber Zellen, in denen PrP wurde überexprimiert bilden begann reifen Neuronen fast sofort.

"Je mehr PrP Sie haben, desto schneller können Sie sich zu einem Neuron . Je weniger man hat, desto mehr werden Sie in einer Vorläufer Zustand bleiben", sagt Steele .

Darüber hinaus fanden die Forscher heraus , dass bei erwachsenen Gehirn der Maus , PrP ist nur in Neuronen exprimiert , jedoch nicht in den Gliazellen , Zellen, Bindegewebe des Gehirns bilden . Sie fanden auch heraus , dass, während die Menge an PrP beeinflußt die Geschwindigkeit, mit der Neuronen im erwachsenen Gehirn erzeugt letztlich die verschiedenen Mäusen am Ende mit der gleichen Anzahl von Neuronen. Um diese Ergebnisse weiter zu untersuchen , werden die Forscher derzeit Platzierung dieser verschiedenen Gruppen von Mäusen in der Stimulation reichen Umgebungen, die die schnelle Produktion von neuen Neuronen erfordert. Die Idee ist, die Mäuse zu beobachten und zu sehen , ob es irgendwelche signifikanten Unterschiede darin, wie sie durchzuführen und sich verhalten .

" Wir sehen jetzt, dass die normale Form dieses Prion-Protein ist eine von vielen wichtigen Akteuren in der faszinierenden und wichtigen Prozess der Neurogenese ", sagt Macklis , der auch Mitglied der Harvard Stem Cell Institute .

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Diese Arbeit wurde durch die National Institutes of Health / Nationales Institut für neurologische Erkrankungen und Schlaganfall , die Ellison Medical Research Foundation , gelähmten Veteranen von Amerika / Travis Roy Foundation, die Kinder- Neurobiologische Solutions Foundation , der Herz und die Anschlag -Grundlage von Kanada und der Harvard Center for Neurodegeneration und Reparaturen .

Geschrieben von: David Cameron

Susan Lindquist primäre Zugehörigkeit ist mit Whitehead Institut für biomedizinische Forschung, wo ihr Labor befindet und alle ihre Forschung durchgeführt. Sie ist auch Professor für Biologie am Massachusetts Institute of Technology.

Kontakt: David Cameron
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Whitehead Institut für biomedizinische Forschung