Er is een gecompliceerde interactie tussen verschillende eiwitten nodig om informatie van de ene zenuwcel naar de andere te laten gaan. Onderzoekers van de Martin Luther Universiteit Halle-Wittenberg (MLU) zijn er nu in geslaagd om dit proces te bestuderen in de synaptische blaasjes, die een belangrijke rol spelen in dit proces. De studie verscheen in het tijdschrift Nature Communications.
Meerdere miljarden zenuwcellen communiceren met elkaar in het lichaam zodat mensen en andere levende wezens hun omgeving kunnen waarnemen en erop kunnen reageren. Binnen enkele milliseconden vindt een groot aantal complexe chemische en elektrische processen plaats. “Speciale boodschappersubstanties – bekend als neurotransmitters – worden afgegeven aan de synapsen van de zenuwcellen. Ze verzenden informatie tussen de individuele zenuwcellen”, legt dr. Carla Schmidt uit, een assistent-professor bij het Center for Innovation Competence HALOmem bij MLU.
De boodschappersubstanties zijn verpakt in kleine blaasjes, synaptische blaasjes genaamd, die samensmelten met het celmembraan als reactie op een elektrische impuls en de boodschappersubstanties afgeven. De boodschappersubstanties worden vervolgens herkend door speciale receptoreiwitten in de volgende zenuwcel. Om dit te laten slagen, moeten talloze eiwitten samenwerken, als tandwielen in een uurwerkmechanisme. Over hoe dit proces precies werkt, is op dit moment echter nog te weinig bekend, zegt Schmidt.
De onderzoekers hebben een speciale vorm van massaspectrometrie gebruikt om het proces te onderzoeken. Cross-linking massaspectrometrie helpt bij het identificeren van de interactieplaatsen van de eiwitten. Deze worden gemengd met een stof die nabijgelegen eiwitten bindt. Deze stof reageert op verschillende plaatsen, afhankelijk van hoe de eiwitten met elkaar omgaan. De massaspectrometer analyseert de bindingspatronen, waarmee conclusies kunnen worden getrokken over de rangschikking van de eiwitten. Hierdoor kunnen onderzoekers verschillende stadia van de blaasjes bekijken en zien welke eiwitnetwerken zich hebben gevormd.
De studie van Halle maakt een beter begrip van het proces van signaaloverdracht in zenuwcellen mogelijk. Kennis over normale processen helpt wetenschappers bij het herkennen en begrijpen van storingen die ziekten zoals de ziekte van Alzheimer kunnen veroorzaken.