Durch ein eingeschleustes Algen-Gen lichtempfindliche Neuronen sollen Forschern helfen, den Geruchssinn der Maus zu verstehen. Michael Ehlers vom Howard Hughes Medical Institute und seine Kollegen hoffen, mit der neuen Methode auf die Zusammenarbeit verschiedener Hirnareale leichter und realistischer untersuchen zu können.
Chlamydomonas reinhardtii | Kanalrhodopsine steuern die Flagellen der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii. Indem sie ihre Tauchtiefe variieren, suchen die Algen die ideale Lichtintensität für ihre Fotosynthese.
Die Nervenzellen der transgenen Mäuse bekamen den Ionenkanal Channelrhodopsin-2 der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii eingebaut. Mit diesem Protein beginnen Neuronen der Nager unter Lichteinfall zu feuern und lassen sich deshalb im lebenden Organismus gezielt auslösen. Das erlaubte den Forschern die Reaktionen verschiedener Hirnteile auf einzelne oder mehrere aktivierte Neuronen zu untersuchen.
Lichtstrahl lässt Neuron feuern | Illustration der Ereignisse im Mäusehirn: Ein Lichtstrahl trifft eine Nervenzelle im Riechkolben des Nagers. Das eingebaute lichtempfindliche Rhodopsin veranlasst daraufhin das Neuron zum Feuern.
In einem ersten Versuch untersuchten die Wissenschaftler zu Demonstrationszwecken das Zusammenspiel von Neuronen des Riechkolbens und des olfaktorischen Kortex, die bekanntermaßen beim Riechprozess interagieren. Ehlers und seine Kollegen zeigten, dass das Feuern eines einzelnen eingeschalteten Neurons wirkungslos verpuffte. Erst die Aktivität vieler Neuronen ruft eine Reaktion der Riechrinde hervor.
Die nach diesen Versuchen viel versprechend erscheinende Methode ist nach Ansicht der Forscher bisherigen Ansätzen überlegen, weil dabei nicht nur mit isolierten Nervenzellen gearbeitet wird, sondern eine Untersuchung des arbeitenden Gehirns von Versuchstieren möglich wird. (jpb)
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