Molekulare und funktionelle Charakterisierung von Peptid-aktivierten Ionenkanälen im Süßwasserpolypen Hydra magnipapillata

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Uns gelang es vor kurzem, Peptid-aktivierte Ionenkanäle aus dem Süßwasserpolypen Hydra magnipapillata zu klonieren, die sog. „Hydra Na+ channels“ (HyNaCs). Dies sind die ersten ionotropen Rezeptoren, die aus Cnidariern kloniert und charakterisiert wurden. HyNaCs gehören zur Familie der DEG/ENaC (Degenerin/Epithelial Na+ channel) Ionenkanäle. Fehlfunktionen von Mitgliedern dieser Genfamilie führen zu verschiedenen menschlichen Erkrankungen. Gene für DEG/ENaC Kanäle sind weder im Genom von Bakterien, Hefe noch dem von Flagellaten (Trypanosoma, Leishmania) vorhanden; sie sind also offenbar erst in mehrzelligen Tieren (Metazoa) entstanden. Die Peptid-aktivierten HyNaCs sind damit augenblicklich diejenigen DEG/ENaC Kanäle, die sich in der Stammesgeschichte von den anderen Familienmitgliedern am frühesten abgespalten haben. Die weitere Charakterisierung von HyNaCs erlaubt daher nicht nur die Analyse von schneller interzellulärer Kommunikation in einem sehr einfachen Nervensystem, sondern auch Aussagen über die ersten Vertreter der DEG/ENaC Genfamilie und deren Eigenschaften. Mit dem vorliegenden Antrag soll die physiologische Funktion der HyNaCs in Hydra aufgeklärt werden. Außerdem sollen weitere Neuropeptid-Rezeptor Paare im Hydra Nervensystem und phylogenetisch alte Strukturmodule, die wichtige Eigenschaften der DEG/ENaC-Kanäle (z.B. das Schalten, also das Öffnen und Schließen) bestimmen, identifiziert werden.