Die Bildung von Nervenzellkontakten verstehen

Unsere Fähigkeit, uns an den ersten Schultag oder an die Geburt unseres Kindes zu erinnern, beruht – wie die meisten anderen Funktionen unseres Gehirns – auf der Kommunikation zwischen Nervenzellen an speziellen Kontaktstellen, den Synapsen. An Synapsen werden Signale von einer Nervenzelle zur nächsten weitergeleitet. Im Verlauf dieses Prozesses werden von der Kontaktstelle der vorgeschalteten Nervenzelle, der Präsynapse, Botenstoffe (Neurotransmitter) aus Vesikeln in den Spalt zwischen Nervenzellen freigesetzt. Von dort gelangen die Botenstoffe zur Postsynapse der nachgeschalteten Nervenzelle, wo sie an Rezeptoren binden und der Reiz fortgeleitet werden kann.

Im Laufe jahrzehntelanger Forschung ist ein umfangreiches Wissen darüber erworben worden, über welche Mechanismen die in den Vesikeln enthaltenen Neurotransmitter an der präsynaptischen Membran freigesetzt werden. Im Gegensatz dazu wissen wir erheblich weniger darüber, wie die synaptischen Vesikel während der Entwicklung des Gehirns entstehen und wie es zur Ausbildung der komplexen molekularen Maschinerie kommt, die eine funktionierende präsynaptische Membran ausmacht. So ist unklar, wo und wie die Vorläufer der synaptischen Vesikel im neuronalen Zellkörper gebildet werden. Ferner ist nicht erforscht, in welcher Form diese Vesikel zur präsynaptischen Membran transportiert werden und welche Reifungsschritte stattfinden, um ihren Zusammenbau zu funktionellen Einheiten für die Neurotransmitterfreisetzung zu ermöglichen und schließlich wie der gesamte Prozess koordiniert und gesteuert wird. Das ausgezeichnete Projekt SynapseBuild beruht auf der molekularen Analyse humaner Nervenzellen, die aus genetisch durch die CRISPR Technologie veränderten Stammzellen generiert werden.

„Wir sind hier noch ganz am Anfang“, sagt Volker Haucke, und fügt hinzu, dass „das Verständnis der Synapsenbildung völlig neue Ansätze zur Bekämpfung neurologischer und neurodegenerativer Krankheiten ermöglichen könnte.“

Volker Haucke ist Direktor am Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP), Professor für Pharmakologie an der Freien Universität Berlin und Mitglied des Exzellenzclusters NeuroCure. Gegenstand seiner Forschungsarbeiten sind neben der Bildung und Funktion von Synapsen die Entschlüsselung der zellulären Mechanismen, die die Balance zwischen Zellwachstum und dem Abbau von Stoffwechselprodukten regulieren. Diese Mechanismen zu kennen, ist grundlegend für das Verständnis von Krankheiten wie Krebs, Diabetes oder Neurodegeneration. Volker Hauckes Ziel ist es, neue pharmakologische Wege der Behandlung solcher Krankheiten zu entwickeln. Er nimmt eine international führende Stellung in der Molekularen Zell- und Neurobiologie ein und wurde mit zahlreichen wissenschaftlichen Preisen wie u.a. dem Feldberg Preis 2020 ausgezeichnet.

Über die ERC Grants: 

Das Förderprogramm des European Research Council (ERC) gehört zu den bedeutendsten in Europa. Seit 2009 werden ERC Advanced Grants an alle Fachrichtungen vergeben; sie sind mit bis zu 2,5 Millionen Euro über fünf Jahre dotiert. FMP-Forscherinnen und Forscher haben bislang insgesamt 7 ERC-Grants eingeworben, davon 3 Advanced Grants.

Das Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) gehört zum Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB), einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. In ihnen arbeiten mehr als 1.900 Mitarbeiter. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft. Entstanden ist der Forschungsverbund 1992 in einer einzigartigen historischen Situation aus der ehemaligen Akademie der Wissenschaften der DDR.