Revisiting IP3R channel clustering and calcium dynamics: From nano-waves to cellular oscillations - Spatio-temporal dynamics of intracellular calcium release

重新审视 IP3R 通道聚类和钙动力学：从纳米波到细胞振荡 - 细胞内钙释放的时空动力学

• 批准号: 201188447
• 负责人: Privatdozent Dr. Sten Rüdiger
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Physik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/201188447?language=en
• 关键词: Revisiting; IP3R; channel; clustering; calcium

Mit der Entwicklung der Calcium-Visualisierung hin zur Nanometer-Auflösung, die die Identifizierung einzelner Calciumkanäle ermöglicht, wird ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden dynamischen Prozesse benötigt. Intrazelluläres Calcium steuert fundamentale zelluläre Prozesse wie z.B. Embryonalentwicklung, Genexpression und die Freisetzung von Neurotransmittern. Vor kurzem wurden entscheidende Hinweise für die zentrale funktionale Rolle der lokalen und räumlich-zeitlichen Calciumverbreitung gefunden, so dass Calcium eine herausragendes Beispiel für den aktuellen Fokus auf vierdimensionale Zellbiologie ist.In diesem Projekt wollen wir ein Software-Paket benutzen, um ein hybrides, deterministisch-stochastisches Modell für Calcium-Signale zu untersuchen. Zunächst richten wir dieses Modell an den Fortschritten in der experimentellen Visualisierung lokaler Calcium-Freisetzung aus. Die sogenannte Puffs sind zufallsbestimmte, aber synchronisierte Öffnungen von IP3-Kanälen in Clustern und werden als grundlegende Bausteine der globalen Signale betrachtet. Auf der Basis unseres Software-Paketes und neuer experimenteller Erkenntnisse wollen wir nun die Cluster viel genauer als bisher möglich modellieren, so dass viele Aspekte der Puffs, wie z.B. die Rolle der Geometrie und Sub-Clusterung aufgedeckt werden können sowie die allgemeinen Prinzipien der Synchronisation in zellulären Signalwegen untersucht werden können. Mit unserem neuen Verständnis von Puffs werden wir in einer zweiten Phase des Projekts die zell-globale Calcium-Abgabe und die Erzeugung von Wellen erforschen. In einem neuartigen Modellierungsansatz, und orientiert an experimentellen Ergebnissen, gehen wir davon aus, dass es zwei Teilpopulationen von Kanälen gibt, nämlich Kanäle, die Cluster formen sowie isolierte Kanäle zwischen den Clustern. Wir wollen hier entscheidend zur jüngsten wissenschaftlichen Debatte über die Erzeugung regelmäßiger Calcium-Oszillationen aus einer fluktuierenden Umgebung beitragen.

Mit der Entwicklung der visualisierung hin zur Nanometer-Auflösung, die die Identifizierung einzelner Calciumkanäle ermöglicht, and die besseres Verständnis der zugrunde liegenden dynamischen Prozesse benötigt。Intrazelluläres原发性钙质zelluläre prozse， j . b .胚胎发育，基因表达与神经递质遗传。vorkurzem wurden entscheidende Hinweise f<e:1> r die zentrale funktionale Rolle der lokalen und räumlich-zeitlichen calumverbreitung gefunden, so dass calumverbreitung gefunden her ausrgenes Beispiel f<e:1> rden aktuellen focus auf vierdimensionale Zellbiologie ist。在工程项目中，采用了基于软件- paket、混合动力、确定性-随机模型（确定性-随机模型）的钙信号分析方法。Zunächst richten wiwies模型和den fortschschin在实验中编写的Visualisierung lokaler钙- freisetzung等。在cluster和werden的基础上，grundlegende Bausteine der globalen Signale betrachtet.[1]。基于基础算法的软件- paketes和新的实验算法erkenntnis wollen与新算法erkenntnis wollen和新算法erkenntnis wollen和新算法möglich modellieren，因此，基于基础算法的Aspekte der Puffs、滚动几何算法和子聚类算法的augegedeckt werden können，基于基础算法的allgemeinen Prinzipien der Synchronisation在zellulären signalwegenunsuke werden können。Mit unserem neuen Verständnis von Puffs werden在einer zweiten的研究阶段，研究项目die zell-globale Calcium-Abgabe和die Erzeugung von Wellen erforschen。在einem neutigen modellierungsanatz， und orientient and experimental Ergebnissen, gehen wir dafonaus, dass es zilpopulationen von Kanälen gibt， nämlich Kanäle中，die Cluster formens sowie isolierte Kanäle zwischen den Cluster。[2] [4] [4] [4] [4] [9] [9] [9] [9] [9] [1] [9] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1]