Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Ionenkanäle miteinander reden

27.10.2006
Wissenschaftler finden biochemische Antwort auf seit langem ungeklärte Frage

Forscher der Medizinischen Universität Innsbruck haben gemeinsam mit deutschen Kollegen von der Universität Freiburg eine lange kontrovers diskutierte Frage über die Verbindung von zwei Ionenkanälen in der Plasmamembran von Nervenzellen aufgeklärt. Das Wissenschaftsmagazin SCIENCE berichtet in der aktuellen Ausgabe darüber.

In Zellmembranen aller Zellen befinden sich als 'Ionenkanäle' bezeichnete Proteine, die es Ionen ermöglichen, Membranen zu durchqueren. Auf diese Weise werden viele physiologische Prozesse gesteuert, wie etwa die Muskelkontraktion, die Erregungsbildung und -ausbreitung oder die Aktivität von Hormonen und Enzymen. In Nervenzellen ist der kalziumaktivierte Kaliumkanal (BKCa-Kanal) besonders bedeutsam. Er besitzt eine große Einzelkanalleitfähigkeit und schützt quasi als Notbremse Neuronen vor einem zu starken Anstieg der zellulären Kalziumkonzentration. Dieser Kaliumkanal ist auch für die schnelle Repolarisation von Aktionspotentialen und damit für die stimulusvermittelte Freisetzung von Hormonen und Neurotransmittern mitverantwortlich. Für seine Aktivierung ist jedoch eine relativ hohe Konzentration von Kalziumionen notwendig. Hohe Kalziumkonzentrationen sind nur in räumlich und zeitlich genau umschriebenen Bereichen möglich, da andernfalls die Zelle geschädigt würde. Wissenschaftler haben bisher vermutet, dass eine enge Verbindung des BKCa-Kanals mit spannungsabhängigen Kalziumkanälen dafür verantwortlich ist, wobei die Kalziumkanalöffnung den benötigten lokalen Anstieg der freien Kalziumionen bedingt und damit den BKCa-Kanal aktiviert. Einen direkten experimentellen Beweis dafür gab es bislang allerdings nicht.

Kooperation der Partneruniversitäten Freiburg und Innsbruck

Die Biochemikerin Claudia Sailer aus Innsbruck und die Elektrophysiologin Henrike Berkefeld aus Freiburg konnten nun gemeinsam zeigen, dass diese Interaktion durch direkte bi-molekulare Koppelung des Kalzium- und Kaliumkanals zustande kommt. Dieses überraschende Ergebnis beantwortet die seit langem kontrovers diskutierte Frage, wie BKCa-Kanäle durch hohe Kalziumionen-Konzentrationen aktiviert werden, ohne dass dadurch andere von Kalziumionen abhängige Prozesse in Neuronen beeinflusst werden. Das Ergebnis erklärt auch die durch BKCa-Kanäle vermittelte, schnelle Änderung des Membranpotentials von Nervenzellen. „Nur die zielgerichtete Kombination unterschiedlicher Methoden ermöglichte die Aufklärung dieser spezifischen Protein-Protein Wechselwirkung“, betont Claudia Sailer. „Während Immunoaffinitätsreinigung und massenspektrometrische Sequenzanalyse die direkte Interaktion der einzelnen Ionenkanalpartner zeigen konnte, waren die elektrophysiologische Experimente meiner Freiburger Kollegin unabdingbar, um auch die funktionell direkte Ionenkanalkopplung beweisen zu können“, so Sailer weiter.

Erfolgreiche Nachwuchswissenschaftlerinnen

Claudia Sailer studierte in Innsbruck Mikrobiologie. Nach Diplomarbeit und Dissertation bei Prof. Hans-Günther Knaus promovierte sie im Mai 2004. Während der Dissertation absolvierte sie jeweils mehrmonatige Forschungsaufenthalte an der Universität Tübingen und der Oregon Health Science University in Portland (USA). Im Anschluss war sie Postdoc am Institut für Biochemische Pharmakologie und absolvierte dann einen 14-monatigen Forschungsaufenthalt als Postdoc bei Prof. Bernd Fakler am Institut für Physiologie II der Universität Freiburg im Breisgau. Dieses Institut verbindet eine enge und erfolgreiche Zusammenarbeit mit der Sektion für Molekulare und Zelluläre Pharmakologie der Medizinischen Universität Innsbruck und dem von Uwe Schulte, Hans-Günther Knaus und Bernd Fakler gegründeten Unternehmens Logopharm. Seit ihrer Rückkehr nach Innsbruck im Mai 2006 ist Claudia Sailer Universitätsassistentin an der von Prof. Michaela Kress geleiteten Sektion für Physiologie.

Publikation: BKCa-Cav Channel Complexes Mediate Rapid and Localized Ca2+-activated K+ Signaling. Henrike Berkefeld, Claudia A. Sailer, Wolfgang Bildl, Volker Rohde, Jörg-Oliver Thumfart, Silke Eble, Norbert Klugbauer, Ellen Reisinger, Josef Bischofberger, Dominik Oliver, Hans-Günther Knaus, Uwe Schulte, Bernd Fakler. Science, Oct. 2006.


Institut für Physiologie II, Universität Freiburg
(http://www.physiologie.uni-freiburg.de/index_p2.html)

Sektion für Molekulare und Zelluläre Pharmakologie, Medizinische Universität
Innsbruck (http://www.i-med.ac.at/molpharm/)

Kontakt:
Mag. Dr. Claudia Sailer
Sektion für Physiologie
Medizinische Universität Innsbruck
Fritz-Pregl-Strasse 3
6020 Innsbruck
Österreich
T.: +43 512 9003 - 70849
E.: Claudia.Sailer@i-med.ac.at

Mag. Dr. Claudia Sailer | Medizinische Uni Innsbruck
Weitere Informationen:
http://www.i-med.ac.at
http://www.physiologie.uni-freiburg.de/index_p2.html
http://www.i-med.ac.at/molpharm/

Weitere Berichte zu: Kaliumkanal Kalziumionen Nervenzelle Pharmakologie Physiologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Das Geheimnis der Sojabohne: Mainzer Forscher untersuchen Ölkörperchen in Sojabohnen
20.06.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

nachricht Schlüsselmolekül des Alterns entdeckt
20.06.2018 | Deutsches Krebsforschungszentrum

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: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Breitbandservices von DNS:NET erweitert

20.06.2018 | Unternehmensmeldung

Mit Parasiten infizierte Stichlinge beeinflussen Verhalten gesunder Artgenossen

20.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics