Das menschliche Gehirn besteht aus einem vielschichtigen Netzwerk mehrerer hundert Milliarden Nervenzellen, welche sich wiederum über abertausende Kontakte untereinander verständigen können. Diese „Verständigung“ geschieht vornehmlich über erregende oder hemmende chemische Signale, die an neuronalen Kontaktstellen,
den sogenannten Synapsen, ausgeschüttet werden.
Die Forschung im Bereich der synaptischen Übertragung und der molekularen Analyse von wichtigen Signalproteinen wurde im letzten Jahrhundert insbesondere durch den Nobelpreisträger Eric Kandel geprägt. Seine Arbeiten legten den Grundstein für das heutige Verständnis, dass Gedächtnisbildung vor allem durch langfristige Veränderungen der Proteinzusammensetzung innerhalb eines synaptischen Netzwerks zustande kommt. Hierzu ist es entscheidend, dass erregende Neurotransmitter durch Stimulation der empfangenden Nervenzelle(n) den Transport bestimmter Signalmoleküle von der Synapse in den Zellkern bewirken, um darüber die Expression von neuronalen Zielgenen zu steuern (synapto-nukleäre Kommunikation). Aus den Genprodukten entstehen wiederum Proteine, welche u. a. zurück an die Synapse lokalisieren und deren Reifung bzw. Stabilisierung entscheidend beeinflussen.

In der vorliegenden Arbeit wurde im Rahmen dieser molekularen Vorgänge ein bislang im zentralen Nervensystem noch unbeschriebenes Molekül aus der Proteinfamilie der Fezzine namens LAPSER1 als neuer Bestandteil der postsynaptischen Proteinplattform identifiziert und hinsichtlich seiner funktionellen Bedeutung charakterisiert. Mittels vielfältiger molekularbiologischer, proteinbiochemischer und immunhistologischer Methoden ist es gelungen, die direkte Assoziation von LAPSER1 an wichtige postsynaptische Proteine wie z. B. das scaffold-Molekül ProSAP2/Shank3 und den Aktin-Zytoskelett-Regulator SPAR1 zu zeigen (s. linke Hälfte der Abbildung).

Darüber hinaus lieferte die Interaktion von LAPSER1 mit dem Zelladhäsions- und Wnt-Signalmolekül beta-Catenin den entscheidenden Hinweis darauf, dass beide Moleküle im Komplex Teil einer aktivitätsabhängigen Signalkaskade in Neuronen sind. Dabei kommt es nach Stimulation durch den erregenden Neurotransmitter Glutamat zu einer synapto-nukleären Translokation in den Zellkern (s. rechte Hälfte der Abbildung), wobei LAPSER1 die „nukleäre Präsenz“ von beta-Catenin limitiert und somit indirekt die Expression beta-Catenin abhängiger Zielgene wie Tcfe2a oder c-Myc kontrolliert, deren Funktion im Rahmen von Lern- und Gedächtnisvorgängen zum jetzigen Zeitpunkt noch weitgehend ungeklärt ist.