Ein Molekül als Schlaf- und Wachschalter: Neue Entdeckung im Gehirn

DRESDEN / LONDON (IT BOLTWISE) – In der Welt der Neurowissenschaften gibt es eine faszinierende neue Entdeckung, die das Verständnis von Schlaf und Wachzustand revolutionieren könnte. Forscher der Technischen Universität Dresden haben einen Mechanismus entdeckt, der zeigt, wie ein einziges Molekül sowohl das Einschlafen als auch das Aufwachen steuert.

Die Entdeckung eines einzigen Moleküls, das sowohl den Schlaf einleitet als auch beendet, könnte das Verständnis von Schlafstörungen wie Insomnie und Narkolepsie grundlegend verändern. Forscher der Technischen Universität Dresden, unter der Leitung von Prof. Henrik Bringmann, haben bei der Untersuchung des winzigen Fadenwurms C. elegans herausgefunden, dass das chemische Signal FLP-11 eine doppelte Funktion erfüllt. Es aktiviert den Rezeptor DMSR-1 in verschiedenen Neuronen, um entweder die Wachsamkeit zu unterdrücken oder den Schlaf zu beenden.

Diese Entdeckung ist besonders bemerkenswert, da sie nicht nur den Beginn des Schlafs, sondern auch dessen Dauer reguliert. Obwohl die Forschung an einem einfachen Organismus wie C. elegans durchgeführt wurde, könnte dieser Mechanismus auf andere Spezies, einschließlich Menschen, übertragbar sein. Dies eröffnet neue Perspektiven für die Erforschung von Schlafstörungen und deren Behandlung.

FLP-11, das zentrale Molekül dieser Studie, wirkt als chemischer Botenstoff, der in den Schlafneuronen von C. elegans freigesetzt wird. Diese Neuronen sind entscheidend für die Steuerung des Schlafs, und die Einfachheit des Nervensystems des Wurms macht ihn zu einem idealen Modellorganismus. Während Menschen Tausende von Neuronen zur Schlafsteuerung haben, benötigt C. elegans nur ein einziges Neuron, was die Untersuchung der zugrunde liegenden molekularen Mechanismen erleichtert.

Die Forscher identifizierten den Rezeptor DMSR-1 als entscheidend für die Interpretation der Schlafsignale von FLP-11. Fehlt dieser Rezeptor, schlafen die Würmer signifikant weniger. Interessanterweise ist DMSR-1 in verschiedenen Neuronentypen vorhanden, was zu unterschiedlichen Reaktionen führt. In Neuronen, die die Wachsamkeit fördern, schaltet der Rezeptor diese bei Aktivierung durch FLP-11 ab, was den Wurm schlafen lässt. Gleichzeitig ist der Rezeptor auch im Schlafneuron selbst vorhanden, wo er es abschaltet und so das Aufwachen des Tieres bewirkt.

Diese duale Funktionalität von FLP-11 als Schlaf- und Wachschalter ist ein effizienter Mechanismus, der nicht nur den Beginn des Schlafs steuert, sondern auch dessen Dauer im Auge behält. Dies könnte ein universelles Prinzip sein, das in vielen Spezies zu finden ist. Obwohl C. elegans viel kürzere Schlafphasen hat, die nur etwa 20 Minuten dauern, ist Schlaf ein so grundlegender biologischer Prozess, dass viele der daran beteiligten Moleküle und Mechanismen über Spezies hinweg konserviert sind.

Die Entdeckung von FLP-11 und DMSR-1 könnte nicht nur das Verständnis von Schlafprozessen erweitern, sondern auch neue Ansätze für die Behandlung von Schlafstörungen beim Menschen bieten. Die Forscher hoffen, dass diese Erkenntnisse dazu beitragen werden, die molekularen Grundlagen des Schlafs besser zu verstehen und letztlich die Lebensqualität von Menschen mit Schlafstörungen zu verbessern.

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