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Zelltod mit Ansage

26. Oktober 2016

LMU-Wissenschaftler haben aufgeklärt, wie epigenetische Mechanismen in frühen Phasen der Neurogenese zum späteren Absterben von Nervenzellen führen.

Die Entwicklung von Nervenzellen aus Stamm- und Vorläuferzellen – die sogenannte Neurogenese - ist ein komplexer Prozess, bei dem alle Entwicklungsschritte streng reguliert ablaufen. Forscher um Professor Magdalena Götz, Direktorin des Instituts für Stammzellforschung am Helmholtz Zentrum München und Inhaberin des Lehrstuhls für Physiologische Genomik, haben nun in Kooperation mit Professor Gunnar Schotta vom Biomedizinischen Centrum gezeigt, dass epigenetische Mechanismen bereits in einem frühen Stadium der Entwicklung eine wichtige Rolle für das spätere Zellschicksal spielen. Davon berichten die Wissenschaftler im angesehenen Fachmagazin Genes and Development.

Um den Einfluss früher epigenetischer Modifikationen auf die Entwicklung der Nervenzellen zu untersuchen, schalteten die Wissenschaftler im Mausmodell ein bestimmtes Gen aus, das Gen Uhrf1. „Von ihm ist bekannt, dass es mehrere epigenetische Funktionen hat, u.a. die DNA Methylierung steuert und ausschließlich in sehr frühen Stadien der Neurogenese aktiv ist“, sagt Götz. Durch die DNA Methylierung werden Gene in der Regel abgeschaltet. Das Ausschalten von Uhrf1 hatte zur Folge, dass eigentlich stillgelegte retrovirale Gensequenzen nach Demethylierung mithilfe sogenannter Tet-Enzyme dann aktiviert wurden. Diese Aktivierung blieb auch in späteren Stadien der Neurogenese und postnatal bestehen – die Zelle konnte also die einmal erfolgte Fehlsteuerung nicht mehr reparieren.

Langfristig führt eine Aktivierung von retroviralen Sequenzen zu weiteren Fehlern in der Genregulation und zur Anreicherung retroviraler Proteine in der Zelle. Dadurch werden die Zellen zunehmend geschädigt, bis es zum massiven Zelltod kommt. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Schlüsselfaktoren der frühen Neurogenese wie das Gen Uhrf1weitreichende Auswirkungen auf das Zellschicksal haben, deren Folgen sich erst Wochen später zeigen“, sagt Götz. „Unser Modell ermöglicht einen faszinierenden Einblick in diese Mechanismen, die auch für das Verständnis neurodegenerativer Erkrankungen wichtig sind.“

Quelle: Pressemitteilung LMU (Text und Bildnachweis)