Schweizer und belgische Forscher haben die genetischen Programme im Zuge der Hirnentwicklung bei Mäusen entschlüsselt. Sie untersuchten, welche Gene in Vorläuferzellen und den Nervenzellen, die sie hervorbrachten, zu verschiedenen Zeitpunkten der Entwicklung der Großhirnrinde aktiv waren.

Daraus konnten die Wissenschafter um Denis Jabaudon von der Uni Genf und Ludovic Telley von der Uni Lausanne (beide Schweiz) ein wichtiges Grundprinzip der Hirnentwicklung ableiten, berichteten die beiden Hochschulen. Wie das Team im Fachblatt "Science" erläuterte, bringen die Vorläuferzellen nicht fortlaufend den gleichen Typ Nervenzelle hervor. Mit dem Fortschreiten der Entwicklung verändert sich auch das genetische Programm der Vorläuferzellen.

Insbesondere sind bestimmte Gene wie "Zeitmarker" nur während eines bestimmten Fensters der Hirnentwicklung aktiv. Diese Zeitmarker geben sie auch an ihre Tochterzellen (die Neuronen) weiter und bestimmen so deren Identität. Die so entstehenden vielfältigen Typen von Nervenzellen wiederum schließen sich zu den komplexen Netzwerken zusammen, die dem Denken und Handeln zugrunde liegen.

Zeitmarken künstlich verändert

Zu verschiedenen Zeitpunkten in der Entwicklung bringen die Vorläufer dank der Zeitmarker somit verschiedene Nervenzelltypen hervor, wie es in einer Mitteilung des Fachjournals hieß. "Zum Beweis haben wir die Zeitmarken in den Vorläuferzellen künstlich verändert und konnten so die Identität der Tochter-Neuronen verändern und das Entwicklungsprogramm beschleunigen", erklärte Gulistan Agirman von der Universität Liege (Belgien). Im ausgewachsenen Gehirn entscheidet dann ein Zusammenspiel aus von der Vorläuferzelle "geerbtem" genetischem Programm und Signalen aus der Umgebung der Zelle darüber, welcher Neuronentyp entsteht.

Die Studie fokussierte zwar auf die Entwicklung der Mäuse-Hirnrinde, die Erkenntnisse dürften aber im Prinzip auch für den Mensch gelten, schrieben die Universitäten. Das konnten die Wissenschafter durch Analyse von Daten über menschliche Entwicklungsprogramme nachweisen.

Damit identifiziert die Studie genetische Programme, die auch bei Störungen der Hirnentwicklung und darauf beruhenden Erkrankungen eine Rolle spielen könnten. Zudem könnten Forschende auf dieser Basis dereinst Möglichkeiten entwickeln, sehr spezifische Nervenzelltypen aus den Stammzellen eines Patienten zu züchten.