Molekularer Schalter erhöht Wahrscheinlichkeit von Schizophrenie, Stimmungsstörungen

Ein molekularer Schalter, der das Verhalten eines Proteins steuert und bei Änderung die Anfälligkeit für Schizophrenie und Stimmungsstörungen erhöht, wurde in neuen Forschungen identifiziert. Die Ergebnisse ermöglichen die Schaffung von Biomarkern, die bei der Diagnose von psychischen Erkrankungen und der Verfolgung der Behandlung helfen können.

Die neue Forschung unter der Leitung von Dr. Akira Sawa, Professor für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften bei Johns Hopkins, scheint zu beantworten, warum das Disrupted In Schizophrenia-Gen (DISC1) und sein Proteinprodukt so viele unterschiedliche Rollen in der Entwicklung spielen und Funktion des Gehirns.

Das Forscherteam entdeckte eine spezifische Proteinvariante, die die beiden wichtigsten Funktionen von DISC1 steuert: die Regulation der Entwicklung neuer Neuronen in der Großhirnrinde (denkender Teil des Gehirns) und die programmierte Migration dieser Neuronen, die für die Bildung der Gehirnarchitektur von entscheidender Bedeutung ist.

Wenn der Schalter Probleme hat - wenn er beispielsweise zu viele neue Neuronen einlässt oder nicht genügend Migration stattfindet -, entwickelt sich das Gehirn möglicherweise nicht richtig und ist auf die Entwicklung von psychischen Erkrankungen vorbereitet.

Laut Sawa scheint der Wechsel die Funktion von DISC1 von seiner Rolle beim Aufbau neuer Neuronen zu seiner Rolle bei der Neuronenmigration zu verändern. Dies geschieht, wenn das Protein durch einen biochemischen Prozess verändert wird, der als Phosphorylierung oder Bindung eines Phosphats an das Protein bezeichnet wird, sagt er.

"Es scheint, dass nur eine spezifische Proteinmodifikation eine Schlüsseldeterminante ist, die für die beiden wichtigsten Funktionen dieses Moleküls verantwortlich ist", sagte Sawa.

Die Forschung ist bedeutsam, da laut Sawa die Suche nach einem Weg, diesen molekularen Schalter zu erkennen und zu verfolgen, bei der Diagnose hilfreich sein kann, die derzeit vom Verhalten des Patienten abhängt.

Um den Schalter zu finden, untersuchten die Forscher Gewebeproben mittels Massenspektrometrie. Unter Verwendung eines erzeugten Antikörpers stellten sie fest, dass ein Teil des Proteins verändert worden war und ein anderer Teil nicht.

Es wurde entdeckt, dass das nicht modifizierte DISC1 und nicht die modifizierte Form erforderlich war, um neue Neuronen zu regulieren. Das Gegenteil traf auf die Migration neuronaler Zellen zu: Die modifizierte Version von DISC1, die an andere Proteine ​​gebunden war, war an der Zellbewegung beteiligt, nicht jedoch die nicht modifizierte Version.

Das Team bestätigte ihre Ergebnisse unter Verwendung eines Antikörpers, der diese Proteinmodifikation bei Mäusen finden kann. Der Antikörper wurde am embryonalen Tag 14, wenn Neuronen erzeugt werden, im Gehirn von fötalen Mäusen verwendet. Die Forscher fanden dann heraus, dass unmodifiziertes DISC1 die vorherrschende Form des Proteins war. Am 18. Tag, als die Gehirnneuronen der Maus typischerweise migrierten, fand das Team größtenteils modifiziertes DISC1. Daher schließen die Forscher, dass die Modifikation einen Schalter darstellt, um zu bestimmen, ob DISC1 an der Neurogenese oder der Zellmigration beteiligt ist.

Mausmodelle der Schizophrenie ahmen bestimmte wichtige biologische Prozesse der menschlichen Schizophrenie genau nach, sagte Sawa. Sein Team hat bereits eine Version des Antikörpers entwickelt, mit der das Vorhandensein des Proteins im menschlichen Gehirngewebe getestet werden kann.

Die Ergebnisse werden online in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.

Quelle: Johns Hopkins Medicine