Forscher am Janelia Research Campus des HHMI, am Allen Institute, am University of Texas Southwestern Medical Center und an der Harvard Medical School haben bedeutende Fortschritte im Verständnis der primären Zilien, kleiner Organellen, die in vielen Zellen, einschließlich Gehirnzellen, vorkommen, erzielt. Ihre Studie nutzt hochauflösende 3D-Elektronenmikroskopie zur Analyse von Mäusegewebe und enthüllt entscheidende Details über die Organisation und Funktion von Zilien.
Primäre Zilien, die mikrometerlange Strukturen sind, die von der Zelloberfläche ausgehen, spielen eine wichtige Rolle bei der zellulären Signalübertragung und Regulierung. Traditionelle Mikroskopietechniken haben es erschwert, diese Strukturen zu untersuchen, da sie klein sind und sich in einem komplexen Umfeld innerhalb des Gehirngewebes befinden.
Das Forschungsteam verwendete die Volumen-Elektronenmikroskopie (Volumen-EM), eine Methode, die detaillierte Bilder von Gewebeschichten ermöglicht, um beispiellose Ansichten von Zilien im visuellen Kortex von Mäusen zu erhalten. Ihre Ergebnisse liefern eine umfassende Beschreibung der Zilien in dieser Hirnregion und zeigen, welche Zelltypen Zilien besitzen und welche strukturellen Unterschiede bestehen.
Laut Carolyn Ott, einer leitenden Wissenschaftlerin, die an der Forschung beteiligt ist, hat die Fähigkeit, Zilien in ihrem natürlichen Kontext zu visualisieren, neue Erkundungsmöglichkeiten eröffnet. Die Studie legt nahe, dass Unterschiede in der Zilienstruktur und -lage deren Funktion beeinflussen und mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung stehen könnten.
Darüber hinaus untersuchte die Forschung die Entwicklung von Zilien in granulären Zellen des Kleinhirns, dem häufigsten Zelltyp im Mäusegehirn. Das Team entdeckte, dass diese Zellen beim Reifen ihre Zilien verlieren, ein Prozess, der entscheidend ist, um weiteres Wachstum zu stoppen. Das Verständnis dieses Mechanismus könnte Einblicke in bestimmte Gehirntumoren bieten, bei denen reife Zellen Zilien behalten, was möglicherweise zum Tumorwachstum beiträgt.
Diese Arbeit unterstreicht die Bedeutung von Zilien für die Gehirnfunktion und -krankheiten und hebt das Potenzial zukünftiger Forschungen hervor, therapeutische Ansätze im Zusammenhang mit ziliären Erkrankungen zu erkunden.