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Göttinger Forschungskonsortium untersucht Einfluss von Genen auf Hirnstruktur

Kartierung des Gehirns Göttinger Forschungskonsortium untersucht Einfluss von Genen auf Hirnstruktur

Das Gehirn ist ein komplexes Gebilde, dessen Bauplan im Erbgut angelegt ist. Wie die Gene die Ausformung des Gehirns beeinflussen, ist noch weitgehend unbekannt. Ein internationales Forschungskonsortium hat nun beim Menschen fünf Verdachtsgene entdeckt, die mit der Größe verschiedener Gehirnregionen zusammenhängen.

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Passt auf eine Hand: Das Modell von einem menschlichen Gehirn.

Quelle: dpa

Göttingen. Die Wissenschaftler unter Beteiligung der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) hoffen, mit den Ergebnissen die molekularen Grundlagen psychiatrischer Erkrankungen besser zu verstehen.

Das internationale Forschungskonsortium ENIGMA (Enhancing Neuro Imaging Genetics through Meta-Analysis) hat eine großangelegte Untersuchung durchgeführt, wie genetische Varianten die Ausformung verschiedener Gehirnregionen beeinflussen.

Die Wissenschaftler werteten die Hirnscan-Aufnahmen von 30717 Menschen aus, die aus 50 Kohortenstudien weltweit und unter anderem auch aus der GIG-Studie (Genomic Imaging Göttingen) des Schwerpunkts Systemische Neurowissenschaften und Psychiatrie an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) stammen. Die Bilder dienten als Grundlage zur Bestimmung des Volumens der Schädelhöhle und sieben verschiedener Gehirnregionen.

Welche Gene führen dazu, dass die Größe der Gehirnstrukturen von Mensch zu Mensch variiert? Um diese Frage zu beantworten, glichen die Forscher die Hirnscanner-Daten mit Erbgutanalysen ab und fanden dabei insgesamt fünf neue genetische Varianten in den Genregionen DLG2 (auf Chromosom 11 gelegen), FAT3 (Chromosom 11), KTN1 (Chromosom 14), DCC (Chromosom 18) und BCL2L1 (Chromosom 20), die mit dem Volumen der Hirnstrukturen „Putamen“ und „Nucleus caudatus“ zusammenhängen.

Diese Hirnstrukturen gehören zu den sogenannten Kerngebieten des Großhirns, denen zentrale Umschaltfunktionen von Nervenbahnen im Gehirn zukommen. Wie die jetzt identifizierten Gene ihren Einfluss auf die Größe der Gehirnstrukturen auf der biologischen Ebene im Detail entfalten, ist noch nicht bekannt.

Es gibt aber Hinweise, dass im wachsenden Gehirn zum Beispiel die Wanderung von Nervenzellen (DCC) oder der programmierte Zelltod unreifer Neuronen (BCL2L1) beeinflusst werden. Unter allen untersuchten Genen zeigte das KTN1 den stärksten Effekt.

Bisher war über die Rolle dieses Gens in der Entwicklung von Nervenzellen kaum etwas bekannt. Weitergehende Untersuchungen konnten zeigen, dass die genetische Variante das Ablesen des Gens beeinflusst und damit höchstwahrscheinlich auch die Menge des gebildeten Proteins.

„Diese Studie ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie schon die Bildgebung von Gehirnstrukturen neben ihrer wichtigen Rolle in der Klinik auch dazu beitragen kann, die Erforschung der molekularen Mechanismen psychiatrischer Erkrankungen voranzubringen“, sagt Prof. Oliver Gruber, Leiter des Schwerpunkts Systemische Neurowissenschaften und Psychiatrie, UMG-Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie:

„Umso mehr Erkenntnisfortschritt ist in Zukunft von der Bildgebung verschiedener Gehirnfunktionen zu erwarten.“

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