(Symbolbild, wenn nachfolgend ohne Bildquelle unter Text) / Quelle der Infos: Universität Freiburg
Mit über 5.000 Zyklen pro Sekunde pumpen spezialisierte Proteinkomplexe Kalzium aus Nervenzellen – und damit weit schneller als bisher angenommen. Zwei Studien unter Beteiligung der Universität Freiburg belegen erstmals diese Hochleistung der Kalziumpumpen im Gehirn. Sie entfernen überschüssiges Kalzium innerhalb von Millisekunden und ermöglichen so blitzschnelle Reizverarbeitung. Das berichten Forschende um Prof. Dr. Bernd Fakler vom Institut für Physiologie in Nature Communications und Nature.
Ein Membranlipid mit dem Namen PtdIns(4,5)P2 spielt dabei eine zentrale Rolle. Es beschleunigt als molekularer Schalter die Bindung und Freigabe der Kalziumionen. Ohne diesen Lipidkontakt verlangsamt sich der Transport deutlich – ein Effekt, der sich laut den Freiburger Forscherinnen und Forschern auch bei krankheitsverursachenden Mutationen zeigt. Die Erkenntnisse könnten laut Universität Freiburg neue Ansätze für Medikamente etwa gegen erblich bedingte Taubheit ermöglichen.
Die Studien kombinierten Elektronenmikroskopie, biophysikalische Analysen und Simulationen. Dabei zeigte sich: Kalziumpumpen im Gehirn wirken rund 100-mal schneller als bisher bekannte Typen in anderen Zellbereichen. Die Forschung wurde gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut Dortmund und der Universität des Saarlands durchgeführt.
