Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie wir auch im Dunkeln sehen können - Fehlende Calciumsignale führen zu Nachtblindheit

10.10.2006
Die meisten Sinneseindrücke erhält der Mensch über die Augen - auch in der Dunkelheit. Dazu müssen in der Netzhaut des Auges mit Hilfe von Kanalproteinen lang anhaltende Calciumsignale entstehen.

Ein Team um Dr. Christian Wahl-Schott am Zentrum für Pharmaforschung der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, geleitet von Professor Martin Biel, konnte nun den Mechanismus aufklären, der dies erlaubt. Nahe verwandte und sehr ähnliche Calciumkanäle in anderem Gewebe des Körpers verfügen über einen Mechanismus, mit dem sie sich selbst Calcium-abhängig abschalten können.

Wie die Forscher in der "Early Online Edition" der Zeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)" berichten, können die Kanäle der Netzhaut diese negative Rückkopplung aber inhibieren und so lang anhaltende Calciumsignale erzeugen. Fehlt die Möglichkeit der Inhibierung, entsteht eine angeborene Form der Nachtblindheit, bei der die Betroffenen bei Dämmerung und Dunkelheit unter erheblichen Sehproblemen leiden.

Die Netzhaut oder Retina ist der Licht aufnehmende, sensorische Teil des Auges. Hier wandeln Photorezeptoren Lichtreize in elektrische Signale um. Diese Signale werden an den Kontaktstellen, den Synapsen, zwischen den Photorezeptoren und den in der Informationskette nachfolgenden Bipolarzellen mit Hilfe des Botenstoffs Glutamat übertragen. Bei dessen Freisetzung spielen die Calciumkanäle in der Retina eine entscheidende Rolle. Denn damit bei Nacht gesehen werden kann, muss kontinuierlich Calcium aus dem umgebenden Milieu über die Kanäle in die Photorezeptoren einströmen.

"Diese Aufgabe leisten die Calciumkanäle, wie wir in einer vorangegangenen Arbeit gezeigt haben", so Wahl-Schott. "Damit unterscheiden sie sich aber von nahe verwandten Calciumkanälen, den so genannten "High Voltage Activated Calcium Channels", wie sie etwa im Herz, im normalen Muskel, den Drüsen und im Gehirn vorkommen. Diese Kanäle können Calcium nicht kontinuierlich transportieren, weil sie über einen Mechanismus verfügen, der ihnen erlaubt, sich selbst abzustellen." Dank dieser negativen Rückkopplung, der "Calcium-abhängigen Inaktivierung (CDI)", wird eine Überladung der Zelle mit Calcium verhindert.

In den Calciumkanälen der Retina gibt es diesen wichtigen Regulationsweg aber nicht. "Uns hat interessiert, wie die Calciumkanäle der Netzhaut diese negative Rückkopplung unterdrücken können", berichtet Wahl-Schott. "Wir konnten die dafür verantwortliche regulatorische Domäne am Ende des aus etwa 2000 Bausteinen, so genannten Aminosäuren, bestehenden Calciumkanalproteins identifizieren, die dafür verantwortlich ist. Diese Domäne haben wir 'Inhibitor der Calcium-abhängigen Inaktivierung (ICDI)' genannt." Wird diese Domäne entfernt, verhalten sich die Calciumkanäle in der Retina wie ihre nahen Verwandten und zeigen plötzlich den negativen Rückkopplungsmechanismus der Calcium-abhängigen Inaktivierung. "Unser Ergebnis hat auch große pathophysiologische Relevanz", so Wahl-Schott. "Es hat sich nämlich gezeigt, dass in den retinalen Calciumkanälen von Patienten mit einer Form der angeborenen Nachtblindheit genau diese Domäne fehlt. Jetzt ist auch klar, was dann passiert: Die Betroffenen können in der Dunkelheit nichts sehen, weil sich die Kanäle selbst Calcium-abhängig inaktivieren. Das hat zur Folge, dass die für den Sehprozess im Dunkeln notwendigen permanenten Calciumsignale nicht entstehen können."

Publikation:
"Switching off calcium-dependent inactivation in L-type calcium channels by an autoinhibitory domain", Christian Wahl-Schott, Ludwig Baumann, Hartmut Cuny, Christian Eckert, Kristina Griessmeier, and Martin Biel, PNAS, online am 6. Oktober 2006
Ansprechpartner:
Dr. Christian Wahl-Schott
Institut Pharmakologie für Naturwissenschaften
Zentrum für Pharmaforschung der LMU München
Tel.: 089 / 2180-77 320
E-Mail: christian.wahl@cup.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de

Weitere Berichte zu: Calcium Calciumkanäle Calciumsignale Domäne Kanäle Nachtblindheit Netzhaut Retina

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung
30.03.2017 | Universität Basel

nachricht Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher
30.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herzerkrankungen: Wenn weniger mehr ist

30.03.2017 | Medizin Gesundheit

Flipper auf atomarem Niveau

30.03.2017 | Physik Astronomie

Europaweite Studie zu „Smart Engineering“

30.03.2017 | Studien Analysen