Ein Protein, das die Gedächtnisleistung im Alter verbessert
5. Juli 2012
Heidelberger Wissenschaftler untersuchen Einfluss auf kognitive Fähigkeiten
Im Alter nehmen die kognitiven Fähigkeiten stetig ab. Wissenschaftler der Universität Heidelberg haben nun entdeckt, dass möglicherweise die Konzentration eines Proteins diese Fähigkeiten beeinflusst. Eine Studie, die unter der Leitung von Prof. Dr. Hilmar Bading am Interdisziplinären Zentrum für Neurowissenschaften (IZN) durchgeführt wurde, zeigt eine Verbesserung der Gedächtnisleistung bei alten Mäusen, wenn die Menge dieses Proteins im Gehirn dieser Tiere erhöht wird. Die Ergebnisse dieser Forschungen wurden online in der Fachzeitschrift „Nature Neuroscience“ publiziert.
Allgemein wird angenommen, dass Kalziumsignale eine wichtige Rolle bei verschiedenen kognitiven Fähigkeiten wie zum Beispiel der Gedächtnisbildung spielen. Wenn unser Gehirn aktiv ist und neue Informationen eine Nervenzelle erreichen, fließt Kalzium in die Zelle. Das Kalzium muss nun in den Zellkern weitergeleitet werden, damit verschiedene Gene reguliert werden können. Von weiterer Bedeutung sind chemische Markierungen entlang der DNA, die erfahrungsabhängige Veränderungen am Genom mit sich führen und damit die Genregulation zusätzlich beeinflussen.
Wie Prof. Bading erläutert, ist seit einiger Zeit bekannt, dass sich die chemischen Markierungen an der DNA im Alter sowohl beim Menschen als auch bei anderen Lebewesen verändern. Diese Veränderungen korrelieren wiederum mit kognitiven Defiziten. Die Neurobiologen um Prof. Bading haben nun herausgefunden, dass das für die chemischen Markierungen verantwortliche Protein mit dem Namen Dnmt3a2 nicht mehr ausreichend im Gehirn von alten Mäusen vorhanden ist. „Ohne dieses Protein ist sozusagen eine Tür zur Speicherung neuer Informationen geschlossen oder zumindest sehr viel schwerer zu öffnen“, sagt Prof. Bading. „Da die Regulierung des Proteins wiederum von Hirnaktivität abhängig ist, kann durch die verringerte Menge des Proteins ein Teufelskreis in Gang gebracht werden, so dass die kognitiven Fähigkeiten mit der Zeit stetig abnehmen.“
Die Entwicklung neuer Medikamente könnte Hoffnung geben, so die Wissenschaftler, diese Abwärtsspirale zu unterbrechen. Diese Medikamente müssten entweder die Konzentration von Dnmt3a2 wiederherstellen oder die Aktivität der noch vorhandenen Menge erhöhen. „Bei alten Mäusen sind wir in der Lage, dies zu erreichen“, erläutert Prof. Bading. „Wenn wir die Konzentration von Dnmt3a2 im Gehirn dieser Tiere mit Hilfe von Gentherapiemethoden erhöhen, haben die Mäuse ihre Fähigkeit zur Gedächtnisbildung zurückgewonnen.“ Da die grundlegenden Prozesse beim Menschen vermutlich gleich sind, ist es laut Prof. Bading möglich, „dass man auch beim Menschen über eine Erhöhung der Aktivität von Dnmt3a2 ähnliche Ergebnisse erzielen könnte“. Zwar zeichnet sich noch kein konkreter medikamentöser Ansatz ab. Die Beobachtung der Forscher, dass Gehirnaktivität Dnmt3a2 stimuliert, bedeutet aber für den Alltag: Geistige Aktivität fördert die Gedächtnisleistung im Alter.
Originalveröffentlichung:
Ana M M Oliveira, Thekla J Hemstedt & Hilmar Bading: Rescue of aging-associated decline in Dnmt3a2 expression restores cognitive abilities, Nature Neuroscience (1 July 2012), doi:10.1038/nn.3151
