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Netrine

von Ralf Neumann (Laborjournal-Ausgabe 03, 1997)


Unglaublich, unser Nervensystem: Eine Billion Nervenzellen finden etwa eine Billiarde Zielzellen. Zielsicher navigieren Axone immer nach dem gleichen Muster durch den Körper. Da- mit etwas so Komplexes mit einer derartigen Präzision entste- hen kann, brauchen Axone zuverlässige Wegweiser. Auf eine Gruppe solcher Wegweiser-Moleküle stieß Marc Tessier-Lavigne mit seinen Leuten vor drei Jahren - Lind nannte sie Netrine.

Auf kurze Distanz orientieren sich Axone anhand von Zellkontakten; über längere Strecken dagegen nehmen sie die Witterung chemischer Signale auf, welche die Zielzellen als Lockstoffe ausscheiden, Bereits 1909 vermutete dies Ramón y Cajal, als er seinen Forscherblick auf die Neuronenn der Kommissuren richtete - Querverbindungen zwischen rechter und linker Hirnhälfte, sowie den beiden Längssträngen des Rückenmarks.

Im Rückenmark entstehen Kommissuren etwa so. Im frühen Embryo sitzen dorsal im rechten Rückennmark die Zellkörper kommissuraler Neuronen. Diesen entwachsen Axone schnur- stracks nach ventral, bis sie in die zentrale Bodenplatte des Neuralrohrs eindringen. Dort treffen sie auf Axone kommissuraler Nervenzellen von links und verschalten sich mit ihnen zur Kommissur.

Die Bodenplatte war also verdächtig. Marc Tessier-Lavigne und seine Leute ko-kultivierten in einem Kollagen-Gel ein Stück dorsales Ratten-Rückenmark gegenüber von einem Stück Bodenplatte~ Prompt entwuchsen dem Rückenmarks-Explantat Axone und steuerten direkt auf das Bodenplatten-Stück zu. Die beiden aktiven Proteine reinigten und klonierten Tessier- Lavigne und Co. allerdings aus Hühnerhirn. Netrin-1 exprimiert exklusiv die Bodenplatte, Netrin-2 der gesamte ventrale Bereich des Neuralrohrs.

Doch Tessier-Lavignes Netrine waren nicht die ersten. Schon zwei Jahre zuvor hatten Caenorhabditis-Forscher ein homologes Protein namens Unc-6 isoliert. Dieses exprimiert der Rundwurm nur in ventralen Zellen, wodurch Axone dorsaler Neuro- nen nach ventral gelockt werden. Gleichzeitig jedoch stößt es die Axone ventraler Neuronen nach dorsal ab, Ob Netrine Axone anziehen oder abstoßen, scheint demnach Geschmacksache der einzelnen Nervenzellen.

Als man auch in Drosophila zwei Netrine fand, war klar, daß sie evolutionär alte und konservierte Proteine sind. Denn so wie in netrinlosen Mäusen kommissurale Strukturen unterentwickelt waren, bildete auch Drosophilas Strickleiter-Nervensystem ohne Netrine keine oder viel zu dünne Kommissuren, Dazu aber offenbarte die Fliegen daß Netrine auch Axonen motorischer Neuronen den Weg weisen, Flutete man deren Muskelsystem, indem alle Muskelzellen Netrin überexprimierten, irrten einige Motoaxone völlig orientierungslos durch den Fliegenkörper.

Und wie "schnuppern" die Wachstumskegel an den Spitzen der Axone die Netrine? Mit Netrin-Rezeptoren natürlich. Seit kurzem kennt man welche, und alle gehören zur Immunglobulin-Familie der Adhäsions-Moleküle. Neogenin und DCC (Deleted in Colorectal Cancer) in Wirbeltieren, Frazzeled in Drosophila, sowie Unc-40 und Unc-5. in Caenorhabditis.



Letzte Änderungen: 19.10.2004


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