Millioner af hjerneceller sender konstant beskeder rundt mellem hinanden inde i hjernen for at bevæge kroppen og forme tanker og hukommelse. Når to hjerneceller mødes for at udveksle en besked, foregår det ved, at signalstoffer kaldet neurotransmittere transporteres fra én hjernecelle til en anden ved hjælp af et unikt enzym kaldet V-ATPase.

Dette er en fuldstændig livsvigtig proces i hjernen, som pattedyr og andre komplekse organismer ikke kan overleve uden. Derfor har forskere verden over indtil nu troet, at disse enzymer var konstant aktive for løbende at overbringe de vigtige signaler. Men det er de langt fra.

Ved hjælp af en ny banebrydende metode har forskere fra Kemisk Institut på Københavns Universitet nærstuderet enzymet og opdaget, at det tænder og slukker for sin aktivitet i helt tilfældige intervaller, hvilket modsiger vores tidligere viden om den vitale proces i hjernen.

»Det er første gang, nogen har undersøgt disse enzymer i hjernen hos pattedyr ét molekyle ad gangen, og vi er dybt overraskede over resultatet. Stik imod hvad alle troede, og ulig mange andre proteiner, så stopper disse enzymer med at virke i alt fra få minutter til flere timer ad gangen. Alligevel er menneskers og andre pattedyrs hjerner på mirakuløs vis i stand til at fungere,« siger professor Dimitrios Stamou fra Kemisk Institut på Københavns Universitet, som har stået i spidsen for studiet.

For at overføre beskeder mellem to hjerneceller, skal neurotransmitterne først pumpes ind i en lille membranblære (kaldet en synaptisk vesikel). Blæren fungerer som en beholder, der frigiver neurotransmitterne mellem de to hjerneceller. Det centrale enzym, undersøgt i det nye studie, er ansvarlig for at forsyne pumpen i beholderen med energi. Uden V-ATPasen kunne neurotransmitterne ikke komme ind i deres beholder og overføre beskeder mellem hjerneceller.

Studiet blev udgivet for kort tid siden og kom på forsiden af tidsskriftet Nature. På illustrationen viser de store blå strukturer V-ATPaserne på en synaptisk vesikel taget fra en nervecelle i et pattedyrs hjerne.

Michael Skov Jensen, Københavns Universitet

.