Über 100 Milliarden Nervenzellen hat das menschliche Gehirn. Die Nervenzellen sind in der Lage sich mit Tausenden ihrer Nachzellen zu verständigen. Verbunden sind Nervenzellen über sogenannte Synapsen. Nervenimpulse machen es möglich, dass   gehandelt, bewegt und gedacht wird. Forschern vom MPI für Biochemie in Martinsried ist es jetzt gelungen, detaillierte 3D-Aufnahmen von Synapsen einzufangen. „Mit Hilfe der Kryoelektronentomografie konnten wir Strukturen in der Synapse aufspüren und analysieren, die vorher völlig unbekannt waren“, sagt Rubén Fernández-Busnadiego, Wissenschaftler am MPI für Biochemie. Die Arbeit wurde jetzt als Coverstory im Journal of Cell Biology veröffentlicht.

Wenn Nervenzellen, auch bekannt als Neurone, miteinander kommunizieren, feuert die Senderzelle Transmittermoleküle auf die Empfängerzelle. Das Ergebnis ist ein elektrischer Impuls in der Empfängerzelle und somit die Übertragung von Informationen von einer Zelle auf die andere. In ihrer Arbeit konzentrierten sich die Max-Planck-Wissenschaftler der Forschungsabteilung Molekulare Strukturbiologie, geleitet von Wolfgang Baumeister, auf die kleinen Verpackungseinheiten, Vesikel genannt, in denen die Transmittermoleküle transportieren werden.

Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass feinste Filamente diese Vesikel miteinander verknüpfen. Ausserdem verbinden sie die Vesikel mit der aktiven Zone der Synapse, der Stelle in der Zellhülle, wo die Transmittermoleküle freigesetzt werden. „Diese filamentartigen Strukturen sind wie Barrieren, die das freie Bewegen der Vesikel verhindern“, erläutert der spanische Physiker Rubén Fernández-Busnadiego. „Sie halten sie an ihrem Platz bis der auslösende elektrische Impuls ankommt und sorgen dann dafür, dass die Vesikel die Zellhülle erreichen.“

Quelle: Max-Planck-Institut für Biochemie