Menü
Göttinger Tageblatt / Eichsfelder Tageblatt | Ihre Zeitung aus Göttingen
Anmelden
Göttingen Tollwut- und Schnupfenviren helfen Göttinger Neurowissenschaftlern
Campus Göttingen Tollwut- und Schnupfenviren helfen Göttinger Neurowissenschaftlern
Partner im Redaktionsnetzwerk Deutschland
09:00 21.12.2019
Prof. Jochen Staiger, Direktor Institut für Neuroanatomie und Doktorand Georg Hafner im Labor. Quelle: R
Anzeige
Göttingen

Wie ist ein bestimmter Nervenzelltyp im für die Verarbeitung von Tast- und Berührungsreizen zuständigen Bereich der Großhirnrinde (dem sogenannten somatosensorischen Kortex) mit anderen Arealen des Gehirns und Zelltypen verbunden? Mit dieser Frage haben sich Göttinger Forscher um Prof. Jochen Staiger, Direktor des Instituts für Neuroanatomie an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG), im Sonderforschungsbereich 889 „Zelluläre Mechanismen sensorischer Verarbeitung“ befasst.

In ihrer jüngsten Publikation stellen sie eine von ihnen weiterentwickelte Untersuchungsmethode vor. Sie nutzt die besonderen Eigenschaften von Tollwut- und schnupfenartigen Viren so, dass sich synaptische Verschaltungen gehirnweit für spezifische Nervenzelltypen analysieren lassen. Für einen Nervenzelltyp, der bei neuronalen Erkrankungen, wie Schizophrenie, Autismus oder Alzheimer, eine zentrale Rolle spielt, konnten die Forscher so einen genauen Atlas der synaptischen Verbindungen zwischen Nervenzellen erstellen.

Anzeige

Hoch entwickelte Infektionsmaschinen

Das Team um Prof. Staiger nutzte für seine Untersuchungen eine Methode, die es erlaubt, scheinbare Feinde des Menschen zu Helfern der Wissenschaft molekular umzuprogrammieren: Viren. Die hoch entwickelten Infektionsmaschinen sind darauf spezialisiert, Zellen zu befallen und sich zu verbreiten. Besonders das Tollwutvirus ist berüchtigt für seine Verbreitung in Nervenzellen.

3D-Montage eines Mäusegehirns: repräsentative Schnitte sind aus einer lückenlosen Serie so angeordnet, dass auf der linken Hemisphäre ein Referenzbild aus einem Hirnatlas und auf der rechten Hemisphäre der genau dazu passende Schnitt aus dem Tracingexperiment zu sehen ist. Quelle: R

Genau diese Eigenschaft mache es zum idealen Werkzeug, um Nervenzellverbindungen aufzudecken, so das Forscherteam. Gezielte Veränderungen im genetischen Material des Tollwutvirus machen es ihm unmöglich, menschliche Zellen zu infizieren, und veranlassen es, grün fluoreszierende Proteine zu bilden. Dieses zahme Tollwutvirus brauche allerdings zusätzlich noch zwei Helferviren, die ihm in der Ziel-Nervenzelle eine molekulare Tür öffnen. Das Tollwutvirus wird daher mit Adeno-assoziierten (schnupfenartigen) Viren kombiniert.

Von einer sogenannten „Starterzelle“ springt das Tollwutvirus zu den verbundenen Nervenzellen und färbt sie intensiv grün. Die räumlich stark eingeschränkte Injektion von Helferviren verhindere, dass das Tollwutvirus sich weiterverbreitet. So werden nur die direkt mit der Starterzelle verknüpften Nervenzellen sichtbar.

System verfeinert

Zwar gibt es dieses System schon seit über zehn Jahren, heißt es in einer Mitteilung der UMG. Die Göttinger Forscher hätten es nun gemeinsam mit Kooperationspartnern aus München, Stanford und San Diego präzisiert und so verfeinert, dass die Starterzellen viel eindeutiger ausgesucht werden können. Damit gelinge es jetzt, die gehirnweiten Verbindungen von sehr genau definierten Zelltypen zu visualisieren. Angewandt in der Maus als Modellorganismus kann so ein genauer Atlas der synaptischen Verbindungen erstellt werden.

„Es ist faszinierend, dass mit wenigen Nanolitern einer Viruslösung die verschiedensten Zelltypen im gesamten Gehirn nachgewiesen werden können und dabei sogar die feinsten strukturellen Details der Nervenzellen sichtbar werden“, sagt Georg Hafner, Doktorand am Institut für Neuroanatomie der UMG und Erst-Autor der Publikation. „Diese Studie ist ein gutes Beispiel dafür, dass uns die Vernetzung von Wissenschaftsdisziplinen, wie Neuroanatomie und Virologie, neue Erkenntnisse über die synaptische Verschaltung von Nervenzellen bringen kann.“

Sonderforschungsbereich SFB 889

Sehen, Hören, Riechen, Tasten – die wichtigsten menschlichen Sinne besser verstehen will der Sonderforschungsbereich SFB 889 „Zelluläre Mechanismen sensorischer Verarbeitung“. Nach einer als hervorragend begutachteten wissenschaftlichen Leistung in der ersten und zweiten Förderperiode seit 2011, unterstützt die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) die weitere Erforschung der Sinne seit dem 1. Januar 2019 mit neun Millionen Euro für die nächsten vier Jahre.

Sprecher des Sonderforschungsbereichs ist Prof. Tobias Moser, Direktor des Instituts für Auditorische Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Göttingen (UMG). Wissenschaftler aus 21 Arbeitsgruppen aus den verschiedenen Bereichen der Neurowissenschaften am Standort Göttingen arbeiten in 19 Projekten zusammen. Beteiligt sind Forscher aus fünf Kliniken und Instituten der UMG, aus dem Europäischen Neurowissenschaftlichen Institut (ENI-G), den Fakultäten für Biologie und Psychologie sowie für Physik der Universität Göttingen, aus dem Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin und dem Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation sowie dem Deutschen Primatenzentrum.

Von chb/umg