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Kurznachrichten Juni 2017

Das "Glückshormon" Serotonin steuert Nervenwachstum

Forscher aus Heidelberg, Jülich und Aachen haben aufgedeckt, wie Nervenzellen, auch im erwachsenen Gehirn, entlang geordneter Bahnen migrieren. Das Hormon Serotonin spielt hierbei eine Schlüsselrolle. Die Ergebnisse wurden von der renommierten Fachzeitschrift Neuron veröffentlicht und als Editor’s choice in Science kommentiert.

Auch nach der Geburt wachsen und wandern Neurone oftmals über weite Strecken, um ihr Zielgebiet zu erreichen und sich dort in ein Netzwerk zu integrieren. Der Prozess ist gesteuert, damit es nicht zu einer ungeordneten Wanderung von Neuronen im Gehirn kommt. Ein Schlüsselmolekül bei diesem geordneten Wachstum ist Serotonin, das allgemein auch als Glückshormon bekannt ist.

Serotonin wird im Hirnstamm gebildet und von dort über ein weitverzweigtes Netzwerk von Axonen, den Ausläufern von Neuronen, gezielt im Gehirn verteilt. Die Forscher konnten nachweisen, dass Neuronen, die über einen für Serotonin empfindlichen Rezeptor verfügen, zügig und gezielt entlang dieser Bahnen wachsen. Serotonin ist quasi ein attraktiver "Lockstoff". Ohne diesen Rezeptor wuchsen die Nervenzellen sehr viel langsamer und weniger gerichtet.

"Offenbar ist dieser biologische Mechanismus für die Etablierung von geordneten "Verkehrsrouten" im Gehirn enorm wichtig und evolutionär schon sehr früh konserviert worden", sagt Prof. Joachim Lübke vom Jülicher Institut für Neurowissenschaften und Medizin, der zusammen mit seiner Kollegin Dr. Astrid Rollenhagen an der Studie beteiligt war. Denn sowohl in niederen Wirbeltieren als auch in hochentwickelten Primaten einschließlich des Menschen wandern und finden Neurone unter diesem Einfluss gerichtet in ihre jeweiligen Zielgebiete. Die Wissenschaftler stellten zudem fest, dass Neurone auch im erwachsenen Gehirn Serotonin-Rezeptoren ausbilden und gezielt wandern können.

Ein tieferes Verständnis der Zusammenhänge zwischen Serotonin und der Ausbildung von geordneten Netzwerken im Gehirn könnte auch ein neues Licht auf neurologische Krankheiten werfen. Mutationen des hier untersuchten Serotonin-Rezeptors stehen im Verdacht, an der Entstehung von Schizophrenie und Bipolaren Störungen beteiligt zu sein.

Originalveröffentlichung:
Diego García-González, Konstantin Khodosevich, Yasuhito Watanabe, Astrid Rollenhagen, Joachim H.R. Lübke, Hannah Monyer: Serotonergic Projections Govern Postnatal Neuroblast Migration. Neuron, Volume 94, Issue 3, May 2017 doi.org/10.1016/j.neuron.2017.04.013

Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Molekulare Organisation des Gehirns (INM-2)

Wie Zellen fest zusammenhalten

Bei der Entstehung und Stabilität von Zell-Zell-Kontakten spielen physikalische Effekte eine wichtige Rolle. Zu diesem Schluss kommt eine neue Untersuchung, über die "Nature Physics" berichtet. Dr. Susanne Fenz führte die Experimente gemeinsam mit Prof. Rudolf Merkel am Institute of Complex Systems des Forschungszentrums Jülich durch; inzwischen arbeitet die Biophysikerin am Biozentrum der Universität Würzburg. Beteiligt sind außerdem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Stuttgart, Erlangen und Marseille.

Für viele Zellen des Körpers ist es enorm wichtig, dass sie kontrolliert zusammenhalten und sich kontrolliert trennen. Wie bedeutsam enge Zell-Zell-Kontakte sind, zeigt sich vor allem dann, wenn sie versagen. Wenn sie zum Beispiel in einem Tumor locker werden und sich lösen: In diesem Fall neigt der Zellverband des Tumors dazu, sich aufzulösen und Metastasen zu bilden.

Den Cadherin-Proteinen kommt bei den Kontakten eine tragende Rolle zu. Sie sitzen in den Zellmembranen und können sich untereinander, aber auch mit den Cadherinen anderer Zellen fest verbinden. Eine Bindung zwischen zwei Cadherin-Molekülen zweier Zellen ist dabei quasi der Startschuss für die Ausbildung von flächigen Kontaktzonen. Der Prozess des Bildens und Lösens von Kontakten ist offenbar viel stärker von rein physikalischen Effekten abhängig als bisher gedacht, wie die Computersimulationen und Experimente für die Studie zeigen.

Die Forscher brachten cadherinhaltige Modellmembranen miteinander in Kontakt und veränderten dann gezielt verschiedene physikalische Parameter, die Einfluss auf das Fluktuationsverhalten der Membran haben. Schon kleine Veränderungen hatten dabei große Auswirkungen auf die Entstehung und das Wachstum der Zell-Zell-Kontakte. "Damit besteht die Möglichkeit, einen biologischen Prozess durch die Veränderung rein physikalischer Parameter zu regulieren, etwa die Temperatur oder lokale Lipidzusammensetzung der Membran", so Susanne Fenz. Inwieweit sich die Ergebnisse von den Modellmembranen auf lebende Systeme übertragen lassen, sei aber noch zu überprüfen.

Originalveröffentlichung:
Susanne F. Fenz, Timo Bihr, Daniel Schmidt, Rudolf Merkel, Udo Seifert, Kheya Sengupta & Ana-Sunčana Smith: Membrane fluctuations mediate lateral interaction between cadherin bonds. Nature Physics, 12 June 2017, DOI: 10.1038/nphys4138

Institute of Complex Systems, Bereich Biomechanik (ICS-7)

Pressemitteilung der Uni Würzburg

Zentrum für strukturelle Systembiologie CSSB eröffnet

Das neue Gebäude des Centre for Structural Systems Biology CSSB wurde Ende Juni in Hamburg feierlich eröffnet. Zu den zehn Partnern des Projekts gehört das Jülicher Institute of Complex Systems, Bereich Strukturbiochemie (ICS-6). Auf dem Campus des Deutschen Elektronen-Synchrotons DESY haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Zugang zu einzigartigen Röntgenlichtquellen wie dem Synchrotron-Speicherring PETRA III und dem Freie-Elektronen-Laser European XFEL. Mit diesen lassen sich biologische Proben in extrem hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung analysieren, um so die molekularen Grundlagen von Krankheiten zu verstehen. Die Jülicher "Außenstation" am CSSB fokussiert sich dabei auf Strukturen von Proteinen, die bei der Entstehung der Alzheimerschen Demenz eine wichtige Rolle spielen.

Website des CSSB

Artikel über die Jülicher Beteiligung am CSSB im Forschungsmagazin effzett, 3-16

Institute of Complex Systems, Bereich Strukturbiochemie (ICS-6)

Forschungszentrum bleibt familienbewusst

Das Forschungszentrum Jülich wurde erneut als familienbewusstes Unternehmen zertifiziert. Antonia Illich, Leiterin des Büros für Chancengleichheit (BfC), nahm die Urkunde zum audit berufundfamilie in Berlin entgegen. Insgesamt durchliefen 353 Unternehmen, Einrichtungen und Hochschulen das jüngste Auditierungsverfahren. Das Forschungszentrum ist seit 2010 zertifiziert und gehört zu den 123 Arbeitgebern, die zum dritten Mal ausgezeichnet wurden.

Das Audit unterstützt Arbeitgeber darin, maßgeschneiderte Lösungen zur Vereinbarkeit von Beruf und Familie umzusetzen und die Vereinbarkeit in der Unternehmenskultur zu verankern. Im Forschungszentrum gibt es dazu zahlreiche Angebote, die laufend geprüft und erweitert werden. Dazu gehören flexible Arbeitszeitmodelle ebenso wie eine zuverlässige Betreuung der Kinder. Ein weiterer Bereich ist die Vereinbarkeit von Beruf und der Pflege von Angehörigen. Das Forschungszentrum berät und unterstützt pflegende Beschäftigte und bietet Vernetzungsmöglichkeiten.

Das audit berufundfamlie/audit familiengerechte hochschule beruht auf einer Initiative der Gemeinnützigen Hertie-Stiftung und wird von der berufundfamilie Service GmbH durchgeführt. Insgesamt tragen derzeit 971 Arbeitgeber das Zertifikat.

Büro für Chancengleichheit (BfC)

Zweiter Nachhaltigkeitsbericht veröffentlicht

Vor zwei Jahren wurde der erste Nachhaltigkeitsbericht des Forschungszentrums (und der erste innerhalb der Helmholtz-Gemeinschaft) unter dem Titel "Vernetzen, Forschen, Weiterdenken" veröffentlicht. Auch der zweite Bericht, der jüngst erschienen ist und den Zeitraum 2014/2015 abdeckt, zeigt, wie sich das Forschungszentrum zukunftsfähig weiterentwickelt. Er behandelt wesentliche Kernpunkte aus den Bereichen Forschen, Arbeitsbedingungen sowie Bauen und Betreiben der Infrastruktur auf dem Campus Jülich.

Aus der ersten Phase sind bereits einige Projekte erfolgreich abgeschlossen, andere sind auf dem Weg. Etwa 300 Tonnen Kohlendioxid wurden beispielsweise mit "Mobil.Pro.Fit." eingespart. Im Dezember 2015 wurde das Projekt zur "nachhaltigen Mobilität in Unternehmen und Einrichtungen" begutachtet, im Februar 2016 erhielt das Forschungszentrum für seine erfolgreiche Teilnahme und das Erstellen eines klimafreundlichen Mobilitätskonzeptes eine Auszeichnung. Ebenfalls erfolgreich abgeschlossen wurde das vom BMBF geförderte Projekt "LeNa", das sich mit dem Nachhaltigkeitsmanagement in außeruniversitären Forschungsorganisationen in den Bereichen Forschung, Personal und Bauen befasst.

Der Jülicher Nachhaltigkeitsbericht, der alle zwei Jahre erscheint, ist nach den international gültigen Leitlinien der Global Reporting Initiative (GRI) zertifiziert. Das Forschungszentrum Jülich hat zudem eine Entsprechenserklärung für den Deutschen Nachhaltigkeitskodex eingereicht, mit dem unternehmerische Nachhaltigkeitsleistungen sichtbar gemacht und mittels Standardisierung besser vergleichbar werden.

Nachhaltigkeitsbericht (PDF)

Stabsstelle Zukunftscampus (ZC)

Studierende aus Georgien kommen zur Herbstschule

Erstmals werden im September 20 Studierende aus Georgien zur Herbstschule "QUALI-Start-Up Science Lectures" ins Forschungszentrum Jülich kommen. Das Angebot ist als zusätzliche Qualifikation für exzellente Nachwuchsforscher gedacht. Ebenfalls im September wird an der Tbilisi State University (TSU) ein SMART-Lab zur Klimaforschung eröffnet. SMART steht für "Science, Medicine, Applied Research and Technology", mit den Labors bauen das Forschungszentrum und seine Partner an der TSU sowie der Georgian Technical University (GTU) ihre Zusammenarbeit aus. Das georgische Ministerium für Bildung und Wissenschaft finanziert die SMART-Labs, aus Jülich kommen Geräte und Know-how. Den Auftakt machte im vergangenen Jahr ein SMART-Lab zur Teilchenphysik.

Das Forschungszentrum arbeitet bereits seit 1995 mit Einrichtungen in Georgien zusammen. Seit 2004 laufen die gemeinsamen Aktivitäten im Rahmen der "Georgian-German Science Bridge (GGSB)", die von Jülich mit initiiert wurde. Inzwischen sind regelmäßige gemeinsame Workshops sowie Forschungsaufenthalte georgischer Wissenschaftler im Forschungszentrum feste Bestandteile der Zusammenarbeit.

Aktuelle Termine:

Auf Seite http://www.fz-juelich.de/termine finden Sie aktuelle Konferenzen und Veranstaltungen im und mit dem Forschungs­zentrum Jülich, unter anderem:

JARA-Tag 2017

3. Juli, 11-14 Uhr, Hörsaal und Foyer der Zentralbibliothek
Seit zehn Jahren steht der Name "Jülich Aachen Research Alliance – JARA" für die innovative Kooperation zwischen einer Universität und einer Großforschungseinrichtung. In diesem Jahr setzen die RWTH Aachen und das Forschungszentrum Jülich mit der Einrichtung des "Center for Simulation and Data Sciences" einen weiteren Meilenstein. Beim JARA-Tag 2017 werden die Pläne für das neue Zentrum vorgestellt. Im Rahmen des Festaktes findet ebenfalls die Verleihung der Nachwuchspreise JARA Best Master und JARA Excellent Junior statt.

Mehr Informationen

Pressekontakt:

Erhard Zeiss, Tel. 02461 61-1841, e.zeiss@fz-juelich.de


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