Mai 2012 - Arbeitsgruppe Prof. Spehr publiziert in Nature Neuroscience

 

Lichtenberg-Professor Marc Spehr und sein Team vom Lehr- und Forschungsgebiet Chemosensorik (Biologie II) haben in einer vielbeachteten Publikation die Rolle von mitochondrialem Kalzium bei der Geruchswahrnehmung genauer untersucht.

Demnach löst die Bindung eines Geruchsmoleküls an die Sinneshärchen von Geruchsrezeptorzellen in menschlicher und tierischer Nasenschleimhaut eine intrazelluläre Signalkaskade aus, welche letztendlich ein Aktionspotenzial generiert, das in speziellen Gehirnarealen zur eigentlichen Geruchswahrnehmung führt.

Die Erkenntnisse aus der Arbeitsgruppe von Prof. Spehr lassen darauf schließen, dass Mitochondrien als eine Art zelluläres „Kalzium-Drehkreuz“ für die Sensitivität der Geruchsrezeptorzellen eine wesentliche Rolle spielen. Kalziumaufnahme und -abgabe durch Mitochondrien steuert die Empfindlichkeit unserer Duftwahrnehmung und erlaubt im Endeffekt die Wahrnehmung ganz unterschiedlicher Duftintensitäten - vom kaum wahrnehmbaren Aroma, bis hin zu fürchterlichem Gestank. Um die Mitochondrienfunktion genau untersuchen zu können, setzten die Autoren der Studie ein neuartiges mikroskopisches Verfahren ein, bei dem Anstiege des Kalziumspiegels in den Mitochondrien durch sog. Biolumineszenz sichtbar gemacht und in Echtzeit verfolgt werden können.

Darüber hinaus machten die Autoren eine weitere erstaunliche Beobachtung: Bei starker bzw. dauerhafter Duftexposition kommt es zu einer „Mitochondrien-Wanderung“ in den Nervenzellen. Mitochondrien erfüllen somit eine grundsätzliche Funktion bei der lokalen Balancierung des zellulären Kalziumhaushaltes. Diese Beobachtung mag von genereller neurowissenschaftlicher Bedeutung sein: welche Funktion hat die Kontext-übergreifende Aufrechterhaltung der Kalzium-Homöostase für die systemische Neurobiologie im Allgemeinen? Hier gibt es also noch viel Forschungsbedarf und die neuartige Kombination verschiedenster experimenteller und analytischer Methoden wie sie in der Arbeit vorgestellt wurden, lassen spannende neue Erkenntnisse erwarten.

Referenz: Fluegge et al. Nat. Neurosci. 15, 754-762, 2012

Für weitere Informationen steht Prof. Dr. Marc Spehr gerne zur Verfügung:

Prof. Dr. Marc Spehr
Sammelbau Biologie
Worringer Weg 1
52065 Aachen
m.spehr(at)sensorik.rwth-aachen.de

Autoren: Dr. Martin Singheiser, Prof. Dr. Marc Spehr