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Neue Einblicke: Wie funktioniert unser Gedächtnis?
Mit einem innovativen Forschungsansatz ist es der Innsbrucker Neurowissenschafterin Dr.in Galina Apostolova und ihren KollegInnen von der Gemeinsamen Einrichtung für Neurowissenschaften (Leiter: Univ.-Prof. Dr. Georg Dechant) gelungen, neue Einblicke in eine wesentliche Funktion des Gehirns zu geben: Satb2, ein Protein, das die dreidimensionale Anordnung der Erbsubstanz DNA im Zellkern bestimmt, ist notwendig für Gedächtnisbildung und Lernen.
Das Protein Satb2 bindet an die Erbsubstanz DNA und bestimmt deren Auffaltung im Zellkern. Menschen mit einer Satb2-Mutation haben geistige Beeinträchtigungen, psychiatrische Erkrankungen oder Lernbehinderungen. Die Innsbrucker ForscherInnen beleuchten im Rahmen ihrer aktuellen Forschungsarbeit erstmals die Rolle von Satb2 bei kognitiven Prozessen und untersuchten die molekulare Funktionsweise von Satb2 im erwachsenen Gehirn. Die Resultate belegen, dass Mäuse ohne Satb2 im zentralen Nervensystem kein Langzeitgedächtnis bilden können. Dies legt nahe, dass für die korrekte Ausführung von Gedächtnisleistungen die DNA im Zellkern eine präzise dreidimensionale Struktur einnehmen muss.
Satb2: Wichtiges Target für neue Therapiemöglichkeiten
„Unsere Ergebnisse unterstützen einen aktuellen Forschungstrend, in dem der Untersuchung des Zellkerns bei neuropsychiatrischen Erkrankungen eine immer größere Bedeutung zugewiesen wird. Und da Satb2 nur in den relevanten Hirnregionen vorkommt, ist zu erwarten, dass eine Beeinflussung seiner Funktionsweise durch beispielsweise entsprechende Medikamente zu weniger Nebeneffekten führt, als das bei anderen Proteinen der Fall ist. Diese Eigenschaften machen Satb2 zu einem vielversprechenden Target für die Entwicklung und Verbesserung von Therapiemöglichkeiten, “ erklärt Apostolova den Grund für das große wissenschaftliche Interesse an ihrer Arbeit. Die Innsbrucker Molekularbiologin ist gemeinsam mit Univ.-Prof. Dr. Georg Dechant korrespondierende Autorin der kürzlich in der modernen Wissenschaftszeitschrift für Biomedizin und Life Sciences „eLife“ veröffentlichten wissenschaftlichen Arbeit.
Neuer Forschungsansatz: Tiermodell ermöglicht Studien zur Schizophrenie
Ein weiterer wichtiger Aspekt dieser außergewöhnlichen Forschungsarbeit ist das von Apostolova entwickelte neue Tiermodell. „Wir haben eine Methode angewandt, bei der das Satb2-Protein erst drei Wochen nach der Geburt der Mäuse ausgeschaltet wird, wenn das Gehirn bereits weitgehend ausgereift ist. Dies erhöht das translationale Potential unseres Modells“, erklärt Apostolova. Da aus genetischen Studien bekannt ist, dass zwischen einer Satb2 Mutation und Schizophrenie ein Zusammenhang besteht, ist das Innsbrucker Tiermodell auch für die Erforschung dieser psychiatrischen Erkrankung von Interesse. Bisher sind die genetischen Ursachen dieser Erkrankung, die unter anderem zu Wahnvorstellungen oder Realitätsverlust führt, nur unzureichend untersucht.
Die gebürtige Bulgarin Galina Apostolova forscht seit 2003 in Innsbruck. Sie arbeitet im Rahmen des universitatsübergreifenden FWF-Spezialforschungsbereich zur Erforschung chronischer Erkrankungen des zentralen Nervensystems (SFB-F44) und hat darüber hinaus neben einem MUI-Start Stipendium (ST2010012004) ihre Forschungsarbeiten als Projektleiterin eines FWF-Einzelprojektes (P 25014 B24) durchgeführt. Als Lehrende ist sie sowohl im Masterstudium Molekulare Medizin, als auch für das FWF-Doktoratskolleg „Signal Processing in Neurons“ (SPIN) tätig. Die Neurowissenschaften sind ein Forschungsschwerpunkt der Medizinischen Universität Innsbruck. Im Bereich der molekularen und translationalen Neurowissenschaften zählt Innsbruck zu einem der führenden Standorte in Österreich.
Publikation:
“Satb2 determines miRNA expression and long-term memory in the adult central nervous system” (eLife), AutorInnen: Clemens Jaitner, Chethan Reddy, Andreas Abentung, Nigel Whittle, Dietmar Rieder, Andrea Delekate, Martin Korte, Gaurav Jain, Andre Fischer, Farahnaz Sananbenesi, Isabella Cera, Nicolas Singewald, Georg Dechant, Galina Apostolova
(B. Hoffmann-Ammann)
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