Leuven – Onze hersenen bestaan uit miljarden cellen die continu signalen aan elkaar doorgeven. Een dynamisch geheel dat ervoor zorgt dat we zaken kunnen aanleren, onthouden en zo veel meer. Dit lukt alleen als de hersencellen op een correcte manier met elkaar contact maken, of anders gezegd dat er een goede ‘synaps’ is. Een gecontroleerde eiwitproductie ter hoogte van de synaps is hiervoor onontbeerlijk. VIB-onderzoekers verbonden aan het Centrum voor Menselijke Erfelijkheid (K.U.Leuven) tonen nu aan hoe het Fragiele-X-eiwit (FMRP) ervoor zorgt dat eiwitproductie gecontroleerd wordt bij synapsvorming, en dit afhankelijk van de hersenactiviteit. Het gezaghebbende tijdschrift Cell publiceert deze resultaten.
De hersenen doorgronden
Onze ‘grijze massa’ heeft lang niet al zijn geheimen prijsgegeven. Zo begrijpen we nog niet volledig hoe we in staat zijn zaken aan te leren en te onthouden. Dat dendrieten en axonen - de uitlopers van hersencellen – een cruciale rol spelen, is wel bekend. Zij maken immers contact met elkaar – in de zogenaamde synaps - waardoor signalen tussen verschillende hersencellen worden doorgegeven. Voor een goede hersenactiviteit moeten er ter hoogte van de synaps de juiste eiwitten in de juiste concentraties aanwezig zijn. Het was al langer bekend dat de hersencellen in staat zijn om eiwitten te produceren, meteen op de plaats waar ze ingezet worden. Maar hoe de fijne regulatie van dit proces werkt, moet nog onderzocht worden.
FMRP: controle op eiwitproductie
Claudia Bagni (VIB, K.U.Leuven, University of Rome Tor Vergata) bestudeert al jaren het eiwit FMRP. Afwezigheid van FMRP leidt tot het fragiele-X-syndroom, waaraan een duizendtal Belgen lijden. Bij deze specifieke vorm van verstandelijke handicap worden de synapsen niet goed gevormd. Het hoeft dan ook niet te verbazen dat FMRP een belangrijke rol speelt bij de ontwikkeling en het functioneren van de hersenen. Eerder hadden onderzoekers al aangetoond dat FMRP de eiwitproductie zou onderdrukken, maar hoe bleef een raadsel.
Een duobaan met CYFIP1
Ilaria Napoli en haar collega’s uit de groep van Bagni tonen nu aan dat FMRP hiervoor niet kan zonder een ander eiwit: CYFIP1. Claudia Bagni en haar medewerkers hadden al eerder aangetoond dat minder FMRP in de hersenen de productie verhoogt van een aantal neuronale eiwitten. De Leuvense VIB-onderzoekers hebben het mechanisme hierachter ontrafeld. Ze tonen aan dat er zich ter hoogte van de synapsen complexen bevinden met FMRP en CYFIP1. Samen onderdrukken FMRP en CYFIP1 de lokale productie van een aantal eiwitten.
Bij het doorgeven van signalen tussen hersencellen wordt CYFIP1 losgelaten uit het complex, waardoor FMRP zijn onderdrukkende werking niet meer kan uitoefenen. Dit is het startschot voor de productie van eiwitten die onder controle van FMRP staan.
Een gewijzigde concentratie aan FMRP veroorzaakt een verstoring in deze strikte regulatie van eiwitproductie. En dit geeft op zijn beurt aanleiding tot aandoeningen zoals het fragiele-X-syndroom of autisme. Van CYFIP1 heeft men onlangs namelijk aangetoond dat het een rol speelt bij autisme.
Belang van het onderzoek
Napoli en Bagni lichten met hun onderzoek een tip op van de sluier over synapsen in de hersenen. Dit brengt ons bij een beter inzicht in het aanleren en het onthouden, maar ook in een aantal ‘hersenaandoeningen’. Zo speelt – de afwezigheid van – FMRP een rol bij ziekten zoals het fragiele-X-syndroom en autisme.
Onze ‘grijze massa’ heeft lang niet al zijn geheimen prijsgegeven. Zo begrijpen we nog niet volledig hoe we in staat zijn zaken aan te leren en te onthouden. Dat dendrieten en axonen - de uitlopers van hersencellen – een cruciale rol spelen, is wel bekend. Zij maken immers contact met elkaar – in de zogenaamde synaps - waardoor signalen tussen verschillende hersencellen worden doorgegeven. Voor een goede hersenactiviteit moeten er ter hoogte van de synaps de juiste eiwitten in de juiste concentraties aanwezig zijn. Het was al langer bekend dat de hersencellen in staat zijn om eiwitten te produceren, meteen op de plaats waar ze ingezet worden. Maar hoe de fijne regulatie van dit proces werkt, moet nog onderzocht worden.
FMRP: controle op eiwitproductie
Claudia Bagni (VIB, K.U.Leuven, University of Rome Tor Vergata) bestudeert al jaren het eiwit FMRP. Afwezigheid van FMRP leidt tot het fragiele-X-syndroom, waaraan een duizendtal Belgen lijden. Bij deze specifieke vorm van verstandelijke handicap worden de synapsen niet goed gevormd. Het hoeft dan ook niet te verbazen dat FMRP een belangrijke rol speelt bij de ontwikkeling en het functioneren van de hersenen. Eerder hadden onderzoekers al aangetoond dat FMRP de eiwitproductie zou onderdrukken, maar hoe bleef een raadsel.
Een duobaan met CYFIP1
Ilaria Napoli en haar collega’s uit de groep van Bagni tonen nu aan dat FMRP hiervoor niet kan zonder een ander eiwit: CYFIP1. Claudia Bagni en haar medewerkers hadden al eerder aangetoond dat minder FMRP in de hersenen de productie verhoogt van een aantal neuronale eiwitten. De Leuvense VIB-onderzoekers hebben het mechanisme hierachter ontrafeld. Ze tonen aan dat er zich ter hoogte van de synapsen complexen bevinden met FMRP en CYFIP1. Samen onderdrukken FMRP en CYFIP1 de lokale productie van een aantal eiwitten.
Bij het doorgeven van signalen tussen hersencellen wordt CYFIP1 losgelaten uit het complex, waardoor FMRP zijn onderdrukkende werking niet meer kan uitoefenen. Dit is het startschot voor de productie van eiwitten die onder controle van FMRP staan.
Een gewijzigde concentratie aan FMRP veroorzaakt een verstoring in deze strikte regulatie van eiwitproductie. En dit geeft op zijn beurt aanleiding tot aandoeningen zoals het fragiele-X-syndroom of autisme. Van CYFIP1 heeft men onlangs namelijk aangetoond dat het een rol speelt bij autisme.
Belang van het onderzoek
Napoli en Bagni lichten met hun onderzoek een tip op van de sluier over synapsen in de hersenen. Dit brengt ons bij een beter inzicht in het aanleren en het onthouden, maar ook in een aantal ‘hersenaandoeningen’. Zo speelt – de afwezigheid van – FMRP een rol bij ziekten zoals het fragiele-X-syndroom en autisme.
