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FP7

QUMOCA Ergebnis in Kürze

Project ID: 330657
Gefördert unter: FP7-PEOPLE
Land: Österreich

Nanowissenschaften zur Calcium-Signalgebung der Zelle 

Calciumionen (Ca2+) spielen eine zentrale Rolle bei Stoffwechsel und Kommunikation von Zellen. Europäische Projektforscher beleuchteten grundlegende Mechanismen des Transports und der Lagerung von Ca2+ innerhalb der Zelle.  
Nanowissenschaften zur Calcium-Signalgebung der Zelle 
Lebende Zellen erwerben ständig Ionen und Moleküle, die sie aus der extrazellulären Umgebung benötigen. Außerdem gibt es einen Transport in und aus membrangebundenen intrazellulären Kompartimenten, wie beispielsweise dem Kern, dem endoplasmatischen Reticulum (ER) und den Mitochondrien.

Das EU-geförderte Projekt QUMOCA (Quantitative modelling of calcium signalling in vascular smooth muscle nanojunctions) untersuchte den Mechanismus des extrazellulären Ca2+-Transports in das ER, einem Hauptspeicher von Ca2+ in allen Säugetierzellen. Der Schwerpunkt des Projekts war die Aufklärung Kommunikation zwischen den Organellen an den Membrankontaktstellen und ihre nanoskalige Architektur.

Die anfängliche Charakterisierung der vaskulären Endothelzelllinie ergab, dass das Membranpotenzial der Zellen eine wichtige Determinante für den Ca2+-Austausch war. Die elektrophysiologische Charakterisierung enthüllte die Auswirkungen, die allgemeine Zellkulturbedingungen für die Feinabstimmung der ER-Maschinerie für den Ca2+-Austausch haben könnten.

Die experimentellen Ergebnisse brachten die Wissenschaftler zu der Folgerung, dass Plasmamembran-ER-Nanoverbindungen wesentlich für die zelluläre Ca2+-Homöostase sind. Die Ergebnisse der funktionellen Messungen wurden mit Transmissionselektronenmikroskopie überprüft.

Die wichtigste Schlussfolgerung aus dem Projekt ist, dass die Ca2+-Signalisierung von außerhalb vaskulärer endothelialer Zellen über Nanoverbindungskontakte zwischen der Zellmembran und dem ER erfolgt. Der Transport selbst wird durch die beiden Sätze von Proteinen reguliert: die Na+/Ca2+-Austauscher und die Orai Ca2+-Kanäle, die bei Erschöpfung der Ca2+-Vorräte im ER aktiviert werden.

Die gesammelten neuen Daten schufen eine solide Grundlage für die Entwicklung von quantitativen Modellen der junktionalen Ionenströme. Diese Modelle würden ein besseres Verständnis der Schlüsselmechanismen der menschlichen Pathophysiologie ermöglichen.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Ca2+, Membran, endoplasmatisches Retikulum, Nanoverbindungen, QUMOCA, Orai Ca2+-Kanäle 
Datensatznummer: 190697 / Zuletzt geändert am: 2016-12-14
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