Ny indsigt i nervecellers kommunikation

Ny dansk nanoforskning giver os vigtig viden om nervecellers kommunikation, som vil hjælpe i kampen mod nervesmerter, der opstår i forbindelse med amputation og sukkersyge. Forskere fra Nano-Science Center og Institut for Neurovidenskab og Farmakologi, Københavns Universitet har med nanoteknologiske teknikker undersøgt den måde proteiner genkender de små membranblærer, der transporterer signalstoffer fra en nervecelle til en anden. Forskningen er blevet offentliggjort i det ansete tidsskrift EMBO Journal.

Kommunikation mellem nerveceller er afgørende for, at vores krop fungerer. En del af denne kommunikation foregår via membranblærerne, som indeholder signalstoffer. Membranblærerne fusionerer med nervecellens membran, signalstofferne frigives og registreres lynhurtigt af den næste nervecelle. Det er vitalt for, at nervecellernes kommunikation kan forløbe, at der hele tiden bliver dannet nye membranblærer. Hvis dele af denne kommunikation ikke virker, leder det til nervesmerter som fantomsmerter ved amputering.

Nye fund på nanoskala

- Hos patienter med nervesmerter er en del af sygdomsbilledet en fejl i en proteindel, vi kalder BAR. Vi har derfor på nanoskala undersøgt, hvordan BAR binder til små membranblærer med forskellig størrelse. Vi vurderer, at den nye viden kan bruges i bekæmpelsen af nervesmerter i fremtiden, fortæller lektor Dimitrios Stamou, Bio-Nanoteknologi Laboratoriet, Nano-Science Center og Institut for Neurovidenskab og Farmakologi. Dimitrios Stamou har ledet arbejdet.

- Vi har brugt nanoteknologiske teknikker, som giver os den unikke mulighed at studere proteiners binding til enkelte membranblærer. Tidligere studier har været udført i opløsninger, hvor du måler på et stort antal membranblærer og proteiner på én gang. Det giver en gennemsnitlig værdi for binding og "maskerer" vigtig information, som vi kan få ved at måle på enkelte membranblærer, siger Dimitrios Stamou.

Confokal mikroskopi billeder. Højre: Membranblærer af fedtstoffer fra hjernen. Små "prikker" indikerer små membranblærer. Venstre: BAR domæne protein. Intensiteten af prikkerne indikerer mængden af BAR bundet til membranblærerne. Jo mindre membranblærer, jo mere krum er membranen, og jo mere binding af BAR.

Fejl i kommunikationen

Flere og flere studier - dette studie inklusiv, viser, at det helt centrale i proteiners binding til cellemembraner er membranens krumning - jo mere krum, jo mere binding. Det gør sig også gældende i hjernens nerveceller. Det er en vigtig erkendelse i den overordnede forståelse af, hvordan nerveceller kommunikere med hinanden og dermed for at behandle sygdomme, hvor kommunikationen er slået fejl.

- Til vores store overraskelse ser vi, at BAR binder til membranblærerne via små revner i blærens membran. Vi havde forventet, at BAR bandt til de små runde membranblærer både på grund af sin bananformede struktur, der passer til blærens form og via en tiltrækning mellem "bananens" positive overflade og blærens negative overflade. Det er derimod BAR's vandskyende del, der er involveret i binding, siger lektor Dimitrios Stamou, Bio-Nanoteknologi Laboratoriet, Nano-Science Center og Institut for Neurovidenskab og Farmakologi.

Link til videnskabelig artikel:

Amphipathic motifs in BAR domains are essential for membrane curvature sensing https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2776096/

Kontakt:

Lektor Dimitrios Stamou, Nano-Science Center og Institut for Neurovidenskab og Farmakologi , stamou@nano.ku.dk eller 41 16 04 68
Kommunikationsmedarbejder Gitte Frandsen, Nano-Science Center www.nano.ku.dk, gf@nano.ku.dk eller 28 75 04 58