Einzigartiger Fingerabdruck: Was Nervenzellen unverwechselbar macht

Unser Gehirn besteht aus hunderten, wenn nicht sogar tausenden verschiedenen Arten von Nervenzellen, die durch ihre individuellen Eigenschaften unsere Hirnfunktionen steuern. Aber wie schaffen es die verschiedenen Typen von Zellen, ihre vielfältigen Eigenschaften auszubilden? Die Forschungsgruppe von Prof. Peter Scheiffele am Biozentrum der Universität Basel konnte nun in einer genomweiten Analyse nachweisen, dass das sogenannte alternative Spleissen zu einer Bandbreite von verschiedenen Varianten einzelner Proteine führt, mit der sich schliesslich auch die Nervenzellen voneinander unterscheiden lassen.

Alternatives Spleissen definiert Zelltypen

Das alternative Spleissen ermöglicht es, dass von einem einzelnen Gen eine Vielzahl von unterschiedlichen Proteinvarianten gebildet werden können. Im Mausmodell hat das Team von Scheiffele nun solche sogenannten Spleissvarianten im Detail untersucht. «Wir konnten hunderte von Varianten identifizieren, die es möglich machen, die verschiedenen Zelltypen voneinander zu unterscheiden», sagt Scheiffele. «Der dabei entstandene umfangreiche Datensatz bildet das breite Repertoire von Spleissvarianten in einzelnen Nervenzelltypen ab.»

Dieses Repertoire an Spleissvarianten in einer Nervenzelle bestimmt dabei massgeblich ihre Identität und Funktion. «Obwohl alle neuronalen Zelltypen dieselben Gene enthalten, produzieren selbst nah verwandte Zelltypen unterschiedlichste Spleissvarianten», so Scheiffele. Besonders variantenreich sind dabei die Proteine an neuronalen Kontaktstellen – den Synapsen, welche die Weiterleitung und Verarbeitung von Informationen vermitteln. Damit steuert der Spleiss-Prozess auch die Funktion des gesamten neuronalen Netzwerks im Gehirn.