Beim Lernen spielt das Eiweiss Neurotrypsin eine zentrale Rolle. Forschende der Universität Zürich haben jetzt gezeigt, wie im Zusammenspiel zwischen Neurotrypsin und dem Eiweiss Agrin neue Synapsen entstehen können. Ihre Studie über die biochemischen Grundlagen des Lernens erscheint am 20. März 2009 in der renommierten Wissenschaftszeitschrift «Cell».
Seit längerer Zeit befasst sich die Forschergruppe rund um Peter Sonderegger der Universität Zürich mit den biochemischen Vorgängen des Lernens und des Gedächtnisses. Nun ist es der Forschergruppe gelungen, einen Regulationsmechanismus der synaptischen Plastizität auf biochemischer und struktureller Ebene aufzuklären.
Im gesunden Gehirn führt der Impuls einer aktiven Nervenzelle zur Ausschüttung von Neurotrypsin an den Synapsen. Nur wenn auch die nachfolgende Nervenzelle aktiv ist, kann Neurotrypsin mit einem weiteren Eiweiss, dem Agrin, interagieren und es spalten. […] Durch die spezifische Kommunikation zweier aktiver Nachbarzellen werden also an der Synapse biochemische und zelluläre Prozesse in Gang gesetzt, die letztendlich zu neuen Synapsen und damit zu einer strukturellen Veränderung der neuronalen Schaltkreise führen können. Das Neurotrypsin-Agrin-System fungiert dabei quasi als «Koinzidenzdetektor», d.h. es wirkt wie ein Sensor, der die zeitgleiche Aktivität zweier verknüpfter Nervenzellen signalisiert. Vermutlich ist dieser Mechanismus besonders wichtig für die Ausbildung und den Unterhalt von Langzeitgedächtnisleistungen.
Ich bin sicher, dass in Zukunft die Pädagogische Psychologie resp. die Kognitionspsychologie sich noch viel stärker mit solchen Resultaten beschäftigen muss!
Originalbeitrag:
Matsumoto-Miyai, K., Sokolowska, E., Zurlinden, A., Gee, C.E., Lüscher, D., Hettwer, S., Wölfel, J., Ladner, AP., Ster, J., Gerber, U., Rülicke, T., Kunz, B. & Sonderegger, P.: Coincident pre- and postsynaptic activation induces dendritic filopodia via neurotrypsin-dependent agrin cleavage. Cell, März 2009