Erin Schuman – Körber-Preisträgerin 2024: Neue Erkenntnisse zur Kommunikation zwischen Hirnzellen
Summary
TLDRAron Schuman, Direktorin am Max-Planck-Institut für Hirnforschung, untersucht Neuronen, die Grundlage für alle Gehirnfunktionen sind. Ihre Forschergruppe entdeckte, dass Neuronen Proteine lokal in den Synapsen produzieren können, was für die Hirnforschung ein Durchbruch ist. Sie entwickelte innovative Labormethoden, um Neuronen und ihre Proteine außerhalb des Gehirns zu studieren. Diese Methoden helfen, Krankheiten zu verstehen, bei denen Synapsen eine Rolle spielen, und könnten zukünftig zu Behandlungen für Gehirnerkrankungen beitragen.
Takeaways
- 🧠 Aron Schuman ist Direktorin am Max-Planck-Institut für Hirnforschung, das sich auf das Studium von Neuronen konzentriert.
- 🌟 Neuronen sind extrem leistungsfähige Zellen, die unsere Wahrnehmung steuern und es uns ermöglichen, unsere Umwelt zu reflektieren und zu reagieren.
- 🔬 Neuronen sind besonders interessant wegen ihrer Form und Fähigkeit, mit anderen Neuronen zu interagieren.
- 🌱 Neuronen haben lange Ausläufer, sogenannte Dendriten und Axone, über die sie Reize empfangen und Signale weiterleiten.
- 🔗 Die Kommunikation zwischen Neuronen erfolgt über Synapsen, wo wichtige Proteine für die Funktion der Nervenzell gebildet werden.
- 🏗️ Eine bahnbrechende Entdeckung war, dass Neuronen Proteine nicht nur zentral im Zellkörper produzieren, sondern auch lokal in den Synapsen.
- 🧪 Schuman und ihr Team entwickeln innovative Labormethoden, um Neuronen und ihre Proteine besser zu untersuchen, einschließlich der Verwendung von microfluidischen Kammern.
- 🐀 Mäuse dienen als Modellorganismen, um Krankheiten zu verstehen, bei denen Synapsen eine große Rolle spielen.
- 🧬 Die Forschung konzentriert sich auch auf genetische Defekte, die die Funktion der Synapsen stören können.
- 🔬 Es gibt eine hohe Übereinstimmung bei vielen Krankheiten, dass sie synaptische Fehlfunktionen aufweisen, was die Forschung auf die Rolle der Synapsen lenkt.
- 🧐 Die Entwicklung spezialisierter Labormethoden ermöglicht es, die Proteine in Neuronen und Synapsen genauer zu analysieren und zu verstehen.
Q & A
Was ist das Hauptthema des Gesprächs im Transcript?
-Das Hauptthema des Gesprächs ist die Funktion von Neuronen und ihre Rolle in der Wahrnehmung sowie in der Erkrankung von Gehirn.
Wer ist Aron Schuman?
-Aron Schuman ist die Direktorin am Max-Planck-Institut für Hirnforschung.
Was sind Neuronen und welche Rolle spielen sie im menschlichen Körper?
-Neuronen sind extrem leistungsfähige Zellen, die unsere gesamte Wahrnehmung steuern und es uns ermöglichen, Reize zu empfangen und auf die Umwelt zu reagieren.
Was macht Neuronen besonders interessant?
-Neuronen sind besonders interessant, weil ihre Form darauf ausgelegt ist, mit anderen Neuronen zu interagieren, was eine komplexe Kommunikation ermöglicht.
Wie kommunizieren Neuronen miteinander?
-Neuronen kommunizieren über ihre Ausläufer, sogenannte Dendriten und Axone, und über Verdickungen namens Synapsen.
Was haben Forscher über die Proteinproduktion in Neuronen entdeckt?
-Es wurde entdeckt, dass Neuronen nicht nur ihre Proteine zentral im Zellkörper produzieren, sondern auch lokal in und an den Synapsen, wo sie benötigt werden.
Was sind die microfluidixkammer und wie werden sie in der Forschung verwendet?
-Die microfluidixkammer ist eine Labormethode, die es ermöglicht, Nervenzellen so zu züchten, dass ihre Ausläufer unabhängig voneinander wachsen können, was die Untersuchung der Proteine außerhalb des Gehirns erlaubt.
Welche Rolle spielen Proteine in der Funktion der Nervenzellen?
-Proteine sind für die Funktion von Nervenzellen extrem wichtig, da sie in den Synapsen gebildet werden und an der Kommunikation zwischen Neuronen beteiligt sind.
Welche Bedeutung haben die Erkenntnisse über die Proteinproduktion in der Behandlung von Gehirnerkrankungen?
-Die Erkenntnisse über die Proteinproduktion in Neuronen sind von Bedeutung, um Krankheiten zu verstehen und mögliche Therapien zu entwickeln, bei denen Synapsen eine große Rolle spielen.
Wie untersuchen Forscher die Proteine in den Neuronen?
-Forscher verwenden spezielle Färbemethoden und Laborverfahren, um die Proteine in den Neuronen zu untersuchen und zu analysieren.
Was ist die Bedeutung der Untersuchung von Neuronen in verschiedenen Hirnarealen?
-Die Untersuchung von Neuronen in verschiedenen Hirnarealen hilft, unterschiedliche Veränderungen der Synapsen und ihres Proteinstoffwechsels zu verstehen, was für die Entwicklung von Therapien wichtig ist.
Wie unterscheiden sich die Neuronen und ihre Synapsen in Mäusen mit genetisch bedingten Erkrankungen?
-Neuronen und ihre Synapsen in Mäusen mit genetisch bedingten Erkrankungen wie dem fragilen Syndrom oder Huntington-Chorea zeigen deutliche Unterschiede im Vergleich zu gesunden Tieren.
Was ist die Herausforderung bei der Erforschung kurzlebiger Proteinstrukturen im Gehirn?
-Die Herausforderung besteht darin, dass die meisten Proteine, die untersucht werden, sehr kurzlebig sind, während bestimmte Erinnerungen über das gesamte Leben bestehen können.
Wie plant das Forschungsteam, diese Herausforderung zu meistern?
-Das Forschungsteam hat eine raffinierte Methode entwickelt, um die kurzlebigen Proteine zu erforschen, indem sie die mRNA, die als Bauanleitung für die Proteine dient, untersucht.
Outlines
🧠 Neuronale Grundlagen und ihre Forschung
Aron Schuman, Direktorin am Max-Planck-Institut für Hirnforschung, beschäftigt sich mit Neuronen, die für unsere Wahrnehmung und das Verhalten von Menschen und Tieren verantwortlich sind. Neuronen sind einzigartige Zellen mit speziellen Strukturen wie Dendriten und Axonen, die für die Kommunikation zwischen Zellen über Synapsen sorgen. Neue Erkenntnisse zeigen, dass Proteine auch lokal an den Synapsen produziert werden können, was eine bahnbrechende Entdeckung in der Hirnforschung ist. Die Forschergruppe arbeitet auch an innovativen Labormethoden, wie der Anzucht von Neuronen in einer microfluidischen Kammer, um die Rolle von Proteinen außerhalb des Gehirns zu untersuchen. Diese Methoden ermöglichen es, die Proteine und deren Rolle in der Funktion von Neuronen besser zu verstehen, was für das Verständnis von Krankheiten wie dem fragilen X-Syndrom oder Huntington-Chorea von großer Bedeutung ist.
🔬 Fortschritte in der neurowissenschaftlichen Forschung
Die Forschergruppe von Aron Schuman verwendet spezielle Methoden, um tiefere Einblicke in die Funktionsweise von Neuronen und Synapsen zu gewinnen. Sie nutzen Mausehirne als Modellorganismen, um Krankheiten zu studieren, bei denen Synapsen eine zentrale Rolle spielen. Durch die Analyse von Proteinen in Neuronen können sie verstehen, wie die Proteinbildung gestört werden kann, was zu einer Reihe von Krankheitssymptomen führen kann. Die Entwicklung von Labormethoden, die es ermöglichen, die Proteine von bestimmten Zelltypen und Hirnregionen zu isolieren, trägt dazu bei, das komplexe Proteinstoffwechselsystem in Neuronen besser zu verstehen. Die Erforschung der kurzlebigen Proteine und mRNA, die als Bauanleitung für Proteine dienen, ist ein weiterer wichtiger Aspekt ihrer Forschung. Schließlich werden ihre Arbeit und die Entwicklung von mehr als zwanzig Methoden zur Erforschung des Gehirns dazu beitragen, das Verständnis von Nervenzellfunktionen und -erkrankungen in den nächsten 5 bis 10 Jahren zu erweitern.
Mindmap
Keywords
💡Neuronen
💡Dendriten
💡Axone
💡Synapsen
💡Proteine
💡mRNA
💡microfluidixkammer
💡Synaptische Fehlfunktionen
💡Modellorganismus
💡Proteinstoffwechsel
Highlights
Aron Schuman ist Direktorin am Max-Planck-Institut für Hirnforschung, und ihre gesamte Arbeit konzentriert sich auf Nervenzellen, Neuronen.
Neuronen steuern unsere gesamte Wahrnehmung und ermöglichen uns das Sehen, Hören, Fühlen und Denken.
Die besondere Form von Neuronen ermöglicht ihre Interaktion mit anderen Neuronen, wodurch sie faszinierend und einzigartig sind.
Lange Ausläufer von Nervenzellen, genannt Dendriten und Axone, leiten Signale an andere Zellen weiter und empfangen Reize.
Eine bahnbrechende Entdeckung zeigte, dass Proteine in Nervenzellen lokal an Synapsen produziert werden können, wo sie benötigt werden.
Das Team von Aron Schuman hat neue Labormethoden entwickelt, um die Funktionen von Nervenzellen und Synapsen besser zu verstehen.
Mikrofluidikkammern ermöglichen es, das Wachstum und die Funktion von Neuronen außerhalb des Gehirns zu beobachten.
Eine spezielle Färbemethode ermöglicht die direkte Beobachtung der mikroskopischen Substanz unserer Wahrnehmung.
Die Mikrofluidik-Kammern zwingen Neuronen, ihre Axone und Dendriten in einer Ebene auszudehnen, was eine detaillierte Untersuchung ermöglicht.
Synapsen sind besonders anfällig für Störungen, die durch genetische Defekte verursacht werden können, was zu Krankheiten führt.
Krankheiten wie das Fragile-X-Syndrom oder Chorea Huntington zeigen deutliche Unterschiede in den Synapsen, die untersucht werden.
Das Forschungsteam kann synaptische Proteine je nach Zelltyp und Hirnregion unterscheiden, was für das Verständnis von Krankheiten entscheidend ist.
Proteine in Synapsen sind kurzlebig, aber das Gehirn kann trotzdem lebenslange Erinnerungen speichern, was große Fragen aufwirft.
Das Team verwendet mRNA, um die Bildung von Proteinen zu untersuchen, die für das Verständnis von Lernen und Gedächtnis wichtig sind.
In den nächsten 5 bis 10 Jahren erwartet das Team aufregende Fortschritte beim Verständnis der Prozesse in Neuronen und Synapsen.
Transcripts
[Musik]
Aron Schuman ist Direktorin am maxplck
Institut für Hirnforschung ihre gesamte
Arbeit gilt nur einer einzigen Art von
Zellen Nervenzellen Neuronen Milliarden
dieser extrem leistungsfähigen Zellen
Steuern unsere gesamte Wahrnehmung und
ermöglichen uns etwa diesen Film
anzuschauen
Neuronen sind die wahrscheinlich
interessantesten Zellen im ganzen Körper
sie sind die Grundlage für alles was im
Gehirn passiert alles was wir als
Menschen oder Tiere tun die Umwelt
wahrzunehmen zu reflektieren und auf die
Umwelt reagieren all das macht das
Gehirn und Neuronen sind die
vorherrschenden Zellen im
Gehirn was Neuronen so besonders
interessant macht ist ihre Form sie ist
darauf ausgelegt mit anderen Neuron
interagen das macht sie so
faszinierend jede Nervenzelle besitzt
lange Ausläufer sogenannte Dendriten und
Axone über die sie Reize empfängt und
Signale an andere Zellen weiterleitet
diese Kommunikation gelingt über diese
Verdickungen Synapsen genannt hier
werden viele der für die Funktionen der
Nervenzelle extrem wichtigen Proteine
gebildet wie das Team von AR Schuman
zeigen konnte lange glaubte man Neuronen
produzieren ihre Proteine zentral im
Zellkörper sowie andere Zellen dass sie
in Nervenzellen aber auch lokal in und
an den Synapsen produziert werden können
wo sie benötigt werden diese Erkenntnis
ist ein Meilenstein der Hirnforschung
und das Ergebnis ihrer
Arbeit neben solch bahnbrechenden
Entdeckungen arbeitet ihre
Forschergruppe auch an völlig neuartigen
Labormethoden in dieser speziellen
microfluidixkammer z.B wachsen
Nervenzellen so können die Ausläufer
unabhängig von den Körper studiert
werden und die Rolle der Proteine wird
dank der kleinen Kammer außerhalb des
Gehirns
sichtbar eine spezielle Färbemethode
ermöglicht den direkten Blick auf die
mikrosubstanz unserer
Wahrnehmung hier in grün zu sehen
einzelne Ausläufer der gezüchteten
Nervenzellen ein ganz besonderer
Einblick der durch diese smarte
labormethode möglich wird
wenn wir in ein Gehirn schauen sehen wir
einen Mix aus Zellkörpern Dendriten und
Axonen die marofluidix Kammern
ermöglichen es uns Neuronen dazu zu
zwingen ihre Axone und Dendriten in nur
einer Ebene
auszudehnen dadurch sind sie perfekt so
angeordnet dass wir genau sehen können
was genau in den Dendriten und Axonen
passiert geniale Labormethoden wie die
microfluidmeren nicht nur der
sagenforschung zur Funktion von
Nervenzellen ihren Ausläufern und ihrem
Wachstum sondern auch zum Verständnis
von Krankheiten in denen Synapsen eine
große Rolle spielen denn der Übergang
von einer Nervenzelle zur nächsten ist
ein sensibler für Störungen besonders
anfälliger Bereich so kann die Funktion
der Synapsen durch genetische Defekte
gestört
sein es gibt erstaunliche
Übereinstimmungen nämlich dass viele
dieser Krankheiten synaptische
Fehlfunktionen aufweisen das heißt die
Synapsen im Gehirn funktionieren nicht
richtig es können etwa zu viele Synapsen
Auftreten zu wenige oder die so wichtige
Proteinbildung der Nervenzellen ist
gestört und das ist genau das was wir
untersuchen wir denken dass die Methoden
die wir entwickelt haben uns genau
zeigen können was bei den Synapsen
innerhalb dieser Krankheiten nicht
funktioniert Mäuse dienen hierbei als
eine Art Modellorganismus für den
Menschen um die Entstehung der
Krankheiten verstehen zu können werden
kranke mit gesunden Tieren verglichen
der erste Schritt zur Entwicklung einer
möglichen Therapie die Gehirne und
Synapsen von Mäusen mit genetisch
bedingten Erkrankungen wie das fragile
Syndrom oder koreer Huntington zeigen
deutliche Unterschiede welche
Veränderungen die Synapsen dabei
aufweisen will das forschungsteamum Aron
Schuman herausfinden auch zeigen
Neuronen in verschiedenen Hirnarealen
vermutlich unter unchiedliche
Veränderungen der Synapsen und ihres
komplizierten
proteinstoffwechsels auch das Gegenstand
einer hochspezialisierten
labormethodik es ist sehr wichtig die
synaptischen Proteine je nach Zelltyp
unterscheiden zu können und eine Methode
dafür haben wir hier im Labor
entwickelt wir können die Synapsen eines
bestimmten Zelltyps aus einem bestimmten
Hirnareal
herausfiltern so bekommen wir ein sehes
von bestimmten
Erkrankungen erst der tiefe Einblick in
das Gehirn der Mäuse mit den besonderen
Methoden der Visualisierung und der
genauen Analyse von Proteinen in den
Neuronen wird es vielleicht einmal
ermöglichen Menschen zu helfen deren
Proteinstoffwechsel im Gehirn gestört
ist um dieses noch weit entfernte Ziel
zu erreichen müssen die Gehirne der
Mäuse präpariert und die darin
enthaltenen Proteine genau analysiert
werden durch hochspezialisierte
Laborverfahren kann das Team die
Proteine bestimmter synapsentypen
isolieren und dann mit ihnen
weiterzuforschen doch die Proteine als
eine Art Grundsubstanz unserer
Wahrnehmung vom Lernen bis zur
Speicherung unserer Erinnerungen sind
extrem kurzlebige Strukturen die die
Hirnforschung vor große Fragen
stellen die meisten Proteine die wir
untersuchen haben nach F Tagen schon die
Hälfte ihrer Lebensdauer hinter sich
aber manche Erinnerungen haben wir ein
ganzes Leben lang die Frage die uns
besonders antreibt ist wie kann ein so
stabiles System aus so vergänglichen
Elementen den Proteinen gebildet
werden um Antworten auf Fragen wie diese
zu finden hat das Team eine raffinierte
Methode entwickelt eine Art Umweg zur
Erforschung der kurzlebigen Proteine
dabei werden nicht direkt die Proteine
bestimmt sondern die sogenannte mRNA
eine Art molekulare Bauanleitung nach
der ein bestimmtes Protein gebildet
wird dutzende Methoden zur Erforschung
des Gehirns hat ihre Forschergruppe
entwickelt und bereits grundlegende
Erkenntnisse gewonnen von denen einmal
Menschen profitieren
könnten wir sind gerade an einer
technologischen Schwelle die es uns
erlaubt Vorgänge in Zellen genauer als
je zuvor zu sehen sogar Vorgänge an
Synapsen ich denke die nächsten 5 bis 10
Jahre werden besonders aufregend und
erhellend um zu verstehen wie diese
Prozesse
ablaufen Aron Schuman eine Wegbereiterin
in eine faszinierende Welt und zum
tieferen Verständnis der Funktion
unserer
[Musik]
Nervenzellen ه
Browse More Related Video
Nervenzelle einfach erklärt: Aufbau & Funktion
USA: Die unheimliche Macht der Evangelikalen I ATLAS
NEURON INTERNEURON
"Dejar pasar": la política migratoria de América Latina hacia Estados Unidos
Aminosäuren: Aufbau und Gruppen
Gene zum Schweigen gebracht - der faszinierende Mechanismus der RNA-Interferenz
5.0 / 5 (0 votes)