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Bei fehlerhaftem Signalgeber "IER3IP1" bleibt das Gehirn klein © APA (AFP)
Bei fehlerhaftem Signalgeber "IER3IP1" bleibt das Gehirn klein © APA (AFP)

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Wiener Forscher fanden Ursache für Mikrozephalie

29.10.2020

Ging bei der Gehirnentwicklung etwas schief, ist der ursprüngliche Fehler meist schwer zu finden. Mit absichtlich eingeschleusten Defekten in Gehirn-Nachbauten (Organoiden) rekonstruierten Wiener Forscher die Ursache für Mikrozephalie: Ein fehlerhafter Signalgeber in den Eiweißstoff-Fabriken der Zellen führt zu Nachwuchsproblemen bei den Nervenzellen und das Gehirn bleibt klein, berichten sie im Fachjournal "Science".

Das Team um Jürgen Knoblich vom Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien entwickelte eine Methode, um in künstlich aus Stammzellen hergestellten Gehirn-Nachbauten Fehler (Mutationen) einzubauen und deren Auswirkungen zu studieren.

Mit einer "doppelten-Barcoding-Methode" versahen sie jede Zelle im Organoid und deren Elternzellen mit genetischen Adressschildern. "So erschließt sich für uns eine Art Zell-Stammbaum, und wir können feststellen, welchen Ursprung die Zellen in einem Organoid haben", erklärte IMBA-Forscher Dominik Lindenhofer in einer Aussendung. Mit der CRISPR-Cas9 Genschere erzeugten sie dann Hunderte von Mutationen in den Organoiden und untersuchten, wie sich der Stammbaum dadurch änderte.

Sie fanden heraus, wie es im menschlichen Gehirn zu Mikrozephalie kommen kann. "Das ist eine schwere genetische Störung, bei der Patienten schwere Entwicklungsstörungen erleiden, weil das Gehirn nicht zur richtigen Größe heranwächst", so die Forscher. Wenn ein Signalgeber namens "IER3IP1" (Immediate Early Response 3 Interacting Protein 1) in der Eiweißstoff-Fabrik (Endoplasmatisches Retikulum) fehlerhaft ist, bilden bestimmte Nervenzellen weniger Zell-Nachkommen und das Gehirn bleibt klein, berichten sie. Demnach sei dieser Signalgeber für gesundes Gehirnwachstum unumgänglich.

Service: http://dx.doi.org/10.1126/science.abb5390

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