Berlin – In der Embyronalentwicklung müssen Nervenzellen Millionen von Nervenfasern (Neuriten) ausbilden und Verknüpfungen schalten, damit ein funktionfähiges Nervensystem entsteht. Dr. Marta Rosário und Prof. Walter Birchmeier vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch, das zur Helmholtz-Gemeinschaft gehört, haben ein neuartiges Gen, bzw. Protein entdeckt, das eine entscheidende Rolle bei diesem Prozess spielt und das sie NOMA-GAP (Neurite-Outgrowth MultiAdaptor RhoGAP) nennen. Es aktiviert den Nervenwachstumsfaktor (NGF), der die Funktion des Nervensystems aufrechterhält und das Überleben von Nervenzellen sichert. Über diesen Faktor ist NOMA-GAP mit zwei Signalwegen verbunden, die den Auf- und Ausbau der Neuriten mitsteuern und kontrollieren. Mutationen und daraus resultierende Fehlschaltungen in diesem Netzwerk von Proteinen spielen zum Beispiel bei neurodegenerativen Erkrankungen, wie etwa der Alzheimer Krankheit, eine Rolle. Die Forscher gehen davon aus, dass ihre Erkenntnisse, die jetzt die Fachzeitschrift Journal of Cell Biology (Vol. 178, Nr. 3 pp. 503-516, 2007) veröffentlicht hat, dazu beitragen, die Entstehung dieser Krankheiten besser zu verstehen.
Dr. Rosário, eine portugiesische Zellbiologin in dem Labor von Prof. Birchmeier, entdeckte das Protein in sich entwickelnden Nervenzellen von Mäusen. Die Forscherin konnte zeigen, dass NOMA-GAP in der frühen Embryonalphase im Neuralrohr, der ersten Entwicklungsstufe des Nervensystems aktiv ist und später auch während der Entwicklung des periphären und Zentralen Nervensystems (ZNS).
Was NOMA-GAP für die Zellforscher so besonders interessant macht ist, dass es zwei verschiedene Funktionen ausüben kann. “Zum einen wirkt es wie eine molekulare Verteilerdose, in die verschiedene Stecker mit unterschiedlichen Funktionen passen”, erläutert Dr. Rosário. “Es zählt deshalb zu den Multiadaptorproteinen.” Für einen befristeten Zeitraum bauen diese Proteine in der Zelle ein Netzwerk von miteinander kommunizierenden Proteinen auf und speisen deren Informationen gezielt in die verschiedenen Signalwege ein. Zum anderen hat es die Eigenschaft des Enzyms RhoGAP, das eine wichtige Rolle für den Auf- und Umbau des Zellskeletts spielt. “Damit haben wir erstmals gezeigt, dass es diese beiden Funktionen bei einem einzigen Genschalter gibt”, betont Dr. Rosário.
*The Neurite-Outgrowth MultiAdaptor RhoGAP, NOMA-GAP, regulates neurite extension through SHP2 and Cdc42
Marta Rosário1*, Renate Franke1, Christien Bednarski1 and Walter Birchmeier1
1 Max Delbrück Center for Molecular Medicine; Robert-Rössle-Strasse 10, 13092 Berlin, Germany *Corresponding author: Tel: +49 30 9406 3791; Fax: +49 30 9406 2656 Email: m.rosario@mdc-berlin.de