InsP3/Ca2+ - und cAMP-Signalwege und deren funktionelle Wechselwirkungen in Speicheldrüsen von Fliegen

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Tubuläre Speicheldrüsen von Schmeißfliegen sind ein bewährtes Modellobjekt zur Untersuchung grundlegender Aspekte cAMP-, InsP³- und CA²+-vermittelter Signalwege. Die Speichelsekretion wird durch das Neurohormon Serotonin (5-Hydroxytryptamin, 5-HT) aktiviert, welches intrazellulär neben einer Erhöhung der cAMPKonzentration räumlich und zeitlich komplexe Änderungen der Ca²+-Konzentration auslöst (intrazelluläre Ca²+-Oszillationen und interzelluläre Ca²+-Wellen). - Ziel des geplanten Forschungsprojektes ist die Aufklärung der molekularen Mechanismen, die an der Entstehung und Regulation der intra- und interzellulären Ca²+-Dynamik mitwirken. Die geplanten Experimente dienen zur Analyse (1.) der an der Entstehung und Fortleitung interzellulärer Ca²+-Wellen beteiligten Mechanismen und Signalmolekül, (2.) der funktionellen Eigenschaften, Bedeutung und Regulation der gap junctions für das über viele Zellen des Drüsenepithels ohne Dekrement fortgeleitete Ca²+-Signal, und (3.) der Charakterisierung derjenigen Ca²+-Kanäle/Influxwege, die durch entleerte intrazelluläre Ca²+-Speicher in der Plasmamembran aktiviert werden. Letzteres ist der ubiquitäre, funktionell heterogene und immer noch rätselhafte kapazitative Ca²+Influx. Als Beitrag zur Aufklärung grundlegender zellphysiologischer Mechanismen der intrazellulären Ca²+-Regulation und der Ca²+-vermittelten Signalübertragung geht die wissenschaftliche Bedeutung des Vorhabens über die Systemphysiologie der Speicheldrüsen von Insekten hinaus.