Neurobiologie Warum lang bekannte Gene Forscher immer wieder überraschen
Durch alternatives Spleißen kann eine Vielzahl von Proteinvarianten gebildet werden. Für die Familie der Glutamatrezeptoren wurde dies nun erstmals systematisch untersucht.
Die Baupläne für Proteine sind in den Genen festgelegt – allerdings sind sie in kleine codierende Abschnitte unterteilt, die erst beim sogenannten Spleißen zusammengesetzt werden. Dabei sind verschiedene Kombinationen möglich, die teils noch unbekannt sind. Dr. Robin Herbrechter und Prof. Dr. Andreas Reiner aus der Nachwuchsgruppe Zelluläre Neurobiologie der RUB haben erstmals alle möglichen alternativen Spleißvarianten der sogenannten ionotropen Glutamatrezeptoren erfasst, eine Rezeptorklasse, die für die Signalverarbeitung im Gehirn essentiell ist. Sie berichten in der Zeitschrift Cellular and Molecular Life Sciences vom 8. Juni 2021.
Besonders große Vielfalt im Gehirn
Vor gut 20 Jahren wurde das menschliche Genom vollständig sequenziert. Seitdem sind auch die Sequenzinformationen für den Bau der Proteine bekannt – zumindest im Prinzip. Diese Information ist in den einzelnen Genen nämlich nicht kontinuierlich hinterlegt, sondern in kleinere codierende Abschnitte, die Exone, unterteilt. Sie werden erst beim sogenannten Spleißen zusammengesetzt. Dabei sind, je nach Gen, unterschiedliche Exonkombinationen möglich, man spricht daher von unterschiedlichen oder alternativen Spleißkombinationen.
Nahezu alle 20.000 menschlichen Gene können alternativ gespleißt werden. Eine besonders hohe Vielfalt an verschiedenen Varianten findet sich im Gehirn – auf diese Weise kann die Funktion der Proteine ideal an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden. „Zu untersuchen, welche Proteinvarianten tatsächlich vorhanden sind, ist aber gar nicht so einfach“, so Andreas Reiner. „Einen Ausweg bietet die Sequenzierung von fertig gespleißten messenger-RNAs, kurz mRNAs, sogenannte RNA-Seq-Daten, die zunehmend in Hochdurchsatzverfahren gewonnen werden.“ Robin Herbrechter und Andreas Reiner haben solche Daten nun genutzt, um die Spleißvarianten aller ionotropen Glutamatrezeptoren zu erfassen. Auch neue, bislang unbekannte Spleißvarianten der untersuchten Glutamatrezeptoren konnten so detektiert werden.
