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Mikroseile und Spindel entscheiden über Hirnwachstum

Sich teilende Hirn-Stammzellen in der embryonalen Großhirnrinde der Maus. Foto: Felipe Mora-Bermúdez, MPI-CBG

Sich teilende Hirn-Stammzellen in der embryonalen Großhirnrinde der Maus. Foto: Felipe Mora-Bermúdez, MPI-CBG

Dresdner Zellbiologen finden „Steuerrad“ für die Neuronen-Genese

Dresden, 29. Juli 2014: Mikroskopisch kleine Spindeln und Röhrchen, die ähnlich wie Zeltseile funktionieren, entscheiden im Gehirn darüber, wie stark das Gehirn bei Säugetieren wächst. Diesen Vorgang hat nun ein Forscherteam am Dresdner „Max-Planck-Institute für molekulare Zellbiologie und Genetik“ (MPI-CBG) in Mäusehirnen entschlüsselt.

Stammzelle oder Nervenzelle gefällig?

Die Zellbiologen hatten untersucht, welche Mechanismen in einer sich entwickelnden Großhirnrinde, also im Neokortex, darüber entscheiden, ob sich die noch unspezialisierten Stammzellen einfach weiter in je zwei gleiche Tochterzellen teilen oder durch eine ungleichmäßige Teilung dabei auch je eine Nervenzelle entsteht.

Geneigte Spindel lässt Neuronen entstehen

Zum Einsatz kommt dabei eine aus mehreren Molekülen zusammengesetzte winzige Spindel: Ist diese senkrecht ausgerichtet, werden einfach immer neue Stammzellen gebildet, neigt sie sich, entstehen dabei auch Nervenzellen. Unter besonders leistungsfähigen Mikroskopen sagen die Forscher dann auch, wer oder was die Spindel bewegt: Winzige Mikrotuboli, mit denen dieses kleine -„Steuerrad“ an der Unter- und Oberseite der Zelle befestigt ist. Lassen diese Zellseile locker, kippt die Spindel und sorgt für eine neue Nervenzelle.

„Ähnlich wie beim Campingzelt“

„Es ist so ähnlich, wie wenn man ein Campingzelt aufbaut“, erklärte Felipe Mora-Bermúdez, der die Experimente in Wieland Huttners Arbeitsgruppe am MPI-CBG erledigte. „Um das Zelt zu stabilisieren, muss man es mit vielen Abspannseilen fest im Boden verankern.“ Werden diese „Seile“ gelockert, ändert sich der Teilungsmechanismus.

Von ihren Ergebnissen erhoffen sich die Forscher letztlich auch neue Erkenntnisse über die die Evolution des Gehirns, das sich bei den verschiedenen Säugetieren zu unterschiedlicher Größe entwickelt. Autor: Heiko Weckbrodt

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