Klapperschlangen Forschung

(10.01.2024) (09.01.2024) Gemäß Grazer Neurobiologen ist ein Proteinkomplex verantwortlich für die Geschwindigkeit der Muskeln. Die Steuerung des Bewegungsverhaltens von Wirbeltieren erfolgt durch neuronale Netzwerke im Hirnstamm und Rückenmark, unabhängig davon, ob sie sich langsam wie Schnecken oder schnell wie Geparden bewegen. Forscher der Universität Graz haben herausgefunden, dass ein bestimmtes Protein für die schnelle Verarbeitung motorischer Befehle verantwortlich ist.

Das internationale Forschungsteam hat Klapperschlangen als Modell genutzt, um herauszufinden, was den Muskeln von Wirbeltieren Tempo verleiht. Klapperschlangen wurden gewählt, da sie sowohl langsame Fortbewegung als auch schnelle Bewegungen beim Rasseln mit ihrem Schwanz ausführen können. Die zentralen Mustergeneratoren (CPG), bestehend aus Interneuronen und Motoneuronen, wurden untersucht. Interneurone spielen eine Rolle bei der Rhythmus- und Geschwindigkeitsregulierung, während Motoneurone die Signale der Muskelgeneratoren an die Muskeln weiterleiten.

Klapperschlangen sind ein gutes Modell, um zu untersuchen, wie Motoneurone schnelle und präzise Übertragungen der Muskelgeneratoren bewerkstelligen. Sie besitzen zwei verschiedene CPG im Rückenmark, die unterschiedliche Bewegungen erzeugen. Physiologische Unterschiede in Nervenzellen beeinflussen die Ansteuerung von Muskeln und damit das Timing der Muskelkontraktionen. Die KV7-Ionenkanäle spielen dabei eine entscheidende Rolle.

KV7-Ionenkanäle sind porenbildende Proteinkomplexe in den Motoneuronen des Rückenmarks, die das Timing der gewünschten Aktivität beeinflussen. Das Forscherteam konnte den Einfluss dieser Proteine verstärken und so langsame in schnelle Eigenschaften umkehren. Dennoch sei es unwahrscheinlich, dass die Zufuhr dieser Proteine langsame Wirbeltiere oder Menschen zu Sprintläufern machen könnte, da die Bewegungsabläufe ein komplexes Zusammenspiel vieler Komponenten darstellen.

(sd/apa)