Pressemeldung, 07.06.2019

SignalÜbertragung

Sinneswahrnehmung

Rolle von Tamalin bei der synaptischen PlastizitÄt beschrieben
Das Protein ist an der Entstehung von Langzeitdepresssion beteiligt

Bislang gab das Protein Tamalin Neurowissenschaftlern vor allem Rätsel auf. Studien lieferten erste Hinweise darauf, dass das Protein an der Regulation von bestimmten Rezeptorfunktionen in Nervenzellen beteiligt ist. Seine genaue Funktion war jedoch unklar. Eine Gruppe von Neurowissenschaftlern der Ruhr-Universität Bochum und des Trinity-College Dublin hat die Funktion von Tamalin nun genauer untersucht und stellte fest, dass Tamalin Teil der Signalkaskade bei der Gedächtnisbildung ist. Die Gruppe veröffentlichte ihre Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift frontiers in Synaptic Neuroscience.

Tamalin ist ein sogenanntes Gerüstprotein – ein Stoff also, der mehrere Proteine zu einem Komplex zusammenfügt, damit sie miteinander kommunizieren können. Das passiert durch verschiedene Andockstellen – Proteindomänen genannt – an die die anderen Proteine binden können. Eine dieser Domänen ist die PDZ-Domäne. Sie erlaubt es Tamalin mit metabotropen Glutamatrezeptoren der Gruppe 1 zu interagieren, die sich in der Zellmembran von Neuronen befinden.

"Die Gruppe 1 metabotropen Glutamatrezeptoren sind maßgeblich an der hippocampalen Informationsspeicherung und der synaptischen Plastizität beteiligt. Nicht viel ist bekannt über die Rolle der Gerüstproteine bei der physiologischen Regulierung dieser Rezeptoren. Wir untersuchten, ob Tamalin die metabotropen Rezeptoren bei der Bestimmung der synaptischen Plastizität unterstützen", kommentierte Denise Manahan-Vaughan, die die Studie geleitet hat.

Um die Interaktion von Tamalin mit diesen beiden Glutamatrezeptoren zu untersuchen, brachten die Forscher ein künstlich hergestelltes Peptid in das Nagergehirn ein, welches dort die Interaktion zwischen Tamalin und den Gruppe 1 metabotropen Glutamatrezeptoren blockierte. Die Forschergruppe untersuchte dann, welche Auswirkungen diese Unterbrechung auf die synaptische Plastizität im Hippocampus der Tiere hatte.

Synaptische Plastizität beschreibt die Fähigkeit von Nervenzellen, die Signalweiterleitung an Zellverbindungen – den Synapsen – abzuschwächen oder zu verstärken. Wenn die Signalweiterleitung an einer Synapse langfristig geschwächt wurde, spricht man von Langzeitdepression (LTD); bei einer langfristigen Stärkung der Signalübertragung spricht man von Langzeitpotentierung (LTP). Es stellte sich heraus, dass durch die Blockierung der Interaktion zwischen Tamalin und den metabotropen Glutamatrezeptoren synaptische Plastizität in Form von Langzeitdepression (LTD) im Hippocampus unterdrückt wurde. Die zweite Form der synaptischen Plastizität – die Langzeitpotenzierung konnte dagegen weiterhin stattfinden. Die Forschergruppe schlussfolgert aus dieser Beobachtung, dass die Interaktion von Tamalin mit Gruppe 1 metabotropen Glutamatrezeptoren ein entscheidender Aspekt in der Entstehung von synaptischer Plastizität in Form von LTD und damit ein Teil eines wichtigen Lernmechanismus des Gehirns ist.


Förderung:
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützte die Arbeit im Rahmen der Sonderforschungsbereiche SFB 874 und SFB 1280, die seit 2010 und 2017 an der Ruhr-Universität Bochum gefördert werden.

Originalveröffentlichung:
Neyman S, Braunewell K-H, O´Connell K, Dev K, Manahan-Vaughan D (2019) Inhibition of the Interaction Between Group I Metabotropic Glutamate Receptors and PDZ-Domain Proteins Prevents Hippocampal Long-Term Depression, but Not Long-Term Potentiation. Frontiers in Synaptic Neuroscience, DOI: 10.3389/fnsyn.2019.00013

Link zur Publikation:
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnsyn.2019.00013/full

Kontakt:
Prof. Dr. Denise Manahan-Vaughan
Abteilung für Neurophysiologie
Medizinische Fakultät
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: 0234 32 22042
E-Mail: denise.manahan-vaughan@rub.de

Text: Judith Merkelt-Jedamzik

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