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42 1-2 2021 www labo de Retinale Gang l i e n z e l l e n RGCs sind das Nadelöhr durch das alle Eindrücke des Sehens auf ihrem Weg von der Netzhaut zum Gehirn fließen Ein Team des Max-PlanckInstituts für Neurobiologie der University of California Berkeley und der Harvard University hat einen molekularen Katalog erstellt der die unterschiedlichen Typen dieser Nervenzellen beschreibt So können einzelne RGC-Typen systematisch untersucht und mit einer spezifischen Verbindung Funktion und Verhaltensantwort verknüpft werden RGCs sind die einzige Verbindung zwischen Netzhaut und Gehirn und spielen somit eine zentrale Rolle im visuellen System Es gibt eine Vielzahl an RGC-Typen die unterschiedliche Details zu unterschiedlichen Regionen im Gehirn senden Allerdings war bisher unklar wie sich RGC-Typen auf molekularer Ebene unterscheiden was ihre jeweilige Funktion ist und wie sie helfen situationsbedingtes Verhalten zu regulieren Um diese Rätsel zu entschlüsseln analysierte ein Team um Yvonne Kölsch aus Herwig Baiers Abteilung die genetische Vielfalt der RGCs Zusammen mit den Forschungsgruppen von Joshua Sanes Harvard University und Karthik Shekhar UC Berkeley bestimmten sie das Transkriptom also die Muster aller aktiven Gene in RGCs und ordneten jeder Zelle ihren ganz eigenen molekularen Fingerabdruck zu Anhand von Ähnlichkeiten identifizierte eine Computer-Analyse daraufhin in der riesigen Datenmenge aus mehr als 30 000 RGCs mindestens 32 verschiedene RGC-Typen In dem neuen Katalog an Nervenzelltypen fanden die Wissenschaftler Gene die nur in bestimmten RGC-Typen aktiv sind Mit Hilfe dieser Gene und gezielter Genom-Editierung erhielten sie zu ausgewählten RGC-Typen genetischen Zugang die Voraussetzung deren Struktur und Funktion zu untersuchen Im fast durchsichtigen Zebrafisch wurde es so möglich RGC-Typen farblich zu markieren und zu sehen in welche Gehirnregionen sie ihre axonalen Zellausläufer schicken Auch ließ sich bestimmen welche visuellen Details ein RGC-Typ bevorzugt Dazu zeigten die Forscher den Fischlarven verschiedene visuelle Reize und untersuchten welcher Reiz einen bestimmten Zelltyp aktiviert Ein RGC-Typ reagierte zum Beispiel auf Licht jedoch nicht wenn ein Fressfeind vorgetäuscht wurde Doch was bedeutet es für das Verhalten des Fisches wenn dieser Zelltyp nicht mehr funktioniert? Normalerweise bevorzugen Fischlarven ein helles Umfeld in dem sie ihre Umgebung gut wahrnehmen und leicht Futter finden können Inaktivierten die Wissenschaftler den oben beschriebenen Zelltyp der Lichtverhältnisse misst verlor der Fisch seine Fähigkeit in das begünstigte Umfeld zu navigieren ein deutliches Zeichen dafür dass dieser RGC-Typ speziell für das Annähern an Licht wichtig ist Diese Analyse verknüpft einen molekular beschriebenen RGC-Typ mit einer bestimmten Struktur Funktion und Verhaltensantwort Außerdem zeigt es wie spezialisiert die einzelnen RGC-Typen sind von den kontaktierten Gehirnregionen bis hin zu ihrer Rolle beim Verhalten Das untermauert die Theorie dass hochspezialisierte Nervenzell-Schaltkreise das Erfolgsgeheimnis des Gehirns sind um die unzähligen optischen Reize in das richtige Verhalten zu übersetzen Mit Hilfe des molekularen Nervenzellkatalogs lassen sich zukünftig weitere RGC-Typen systematisch untersuchen Die Studie trägt dazu bei ein allumfängliches Verständnis für die funktionelle Architektur des visuellen Systems zu gewinnen Originalpublikation Yvonne Kölsch Joshua Hahn Anna Sappington Manuel Stemmer António M Fernandes Thomas O Helmbrecht Shriya Lele Salwan Butrus Eva Laurell Irene Arnold-Ammer Karthik Shekhar Joshua R Sanes and Herwig Baier Molecular classification of zebrafish retinal ganglion cells links genes to cell types to behavior Neuron 23 12 2020 DOI 10 1016 j neuron 2020 12 003 Quelle Max-Planck-Institut für Neurobiologie Neurobiologie Zell-Katalog zu retinalen Ganglienzellen Bild MPI für Neurobiologie Y Kölsch