Ein Schub für die Gedächtnisforschung: Prof. Dr. Karin Busch, Zellbiologin an der Universität Münster, hat mit einem internationalen Team einen „Research Grant“ 2024 (Förderlinie „Program“) des „Human Frontier Science Program“ (HFSP) erhalten. Damit bekommt sie zum zweiten Mal einen der begehrten HFSP-Forschungsförderpreise, diesmal als Projektleiterin. Das mit jährlich 400.000 US-Dollar (entspricht knapp 370.000 Euro) für insgesamt drei Jahre geförderte Projekt zielt darauf ab, die Bedeutung der Energieversorgung der Nervenzellen für die Bildung des Langzeitgedächtnisses zu entschlüsseln. Neben der münsterschen Zellbiologin sind der schottische Biochemiker Prof. Dr. Nicholas Tomkinson (University of Strathclyde, Glasgow) und die US-amerikanische Neurobiologin Prof. Dr. Elizabeth Jonas (Yale University, New Haven) an dem Vorhaben beteiligt.
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Die Frage, wie das Gedächtnis gebildet wird, ist nur ansatzweise erforscht. So ist bekannt, dass Nervenzellen in Gehirn stimuliert und bestimmte Verbindungen zwischen diesen Nervenzellen – die Synapsen – verstärkt werden. Um die für diese Prozesse nötige Energie zu erhalten, stellen bestimmte Zellbestandteile, die Mitochondrien, bei der sogenannten oxidativen Phosphorylierung Energie in Form des Moleküls Adenosintriphosphat (ATP) bereit.
Die oxidative Phosphorylierung verbindet Reaktionen zur Erzeugung von Protonen- und Ionengradienten über die innere Mitochondrien-Membran hinweg. Auf diese Weise entsteht eine elektrische Spannungsdifferenz: das Membranpotenzial, das für die Herstellung von ATP durch das Enzym ATP-Synthase genutzt wird. Während der Gedächtnisbildung scheint dieser Prozess effizienter zu werden. Das Team um Karin Busch stellt die Hypothese auf, dass während der Gedächtnisbildung nicht nur Veränderungen des Membranpotenzials an den Plasmamembranen der Hirnnerven eine Rolle spielen, sondern auch innerhalb der Mitochondrien, wodurch die ATP-Produktion gesteigert wird. Um diese Hypothese zu überprüfen, wird das Team die physiologischen Veränderungen in den Mitochondrien während der entscheidenden Phase der Gedächtnisbildung – der Verstärkung der synaptischen Verbindung – in Neuronen im Detail untersuchen.
Vor einer Bewilligung einer HFSP-Förderung gibt es ein mehrstufiges Auswahlverfahren. Im Jahr 2024 werden 34 Projekte aus 23 Ländern gefördert: neun in der Förderlinie „Early Career“ und 25 in der Linie „Program Grants“. Die „Program Grants“ werden nur für besonders innovative Projekte vergeben, die der Erforschung komplexer Mechanismen in lebenden Organismen gewidmet sind. Die Forscher in den internationalen Teams müssen unterschiedliche, einander ergänzende Expertisen mitbringen und wissenschaftliches Neuland betreten.
Universität Münster
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