Signal amplification by calcium-activated chloride channels in sensory neurons Signalverstärkung durch Calcium-aktivierte Chloridkanäle in sensorischen Neuronen

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Ca2+-Ionen spielen bei der Regulation vieler zellulärer Prozesse eine zentrale Rolle. Im Nervensystem ist Ca2+ vor allem an der Freisetzung von Neurotransmittern beteiligt. Daneben reguliert Ca2+ die Eigenschaften verschiedener Ionenkanäle in der Plasmamembran von Nervenzellen. Eine besonders interessante Gruppe von Ionenkanälen wird direkt durch Ca2+ aktiviert und ist für C1- permeabel. Diese Kanäle wurden unter anderem in Riechzellen, somatosensorischen Neuronen, in Rückenmarksneuronen und im autonomen Nervensystem nachgewiesen. In diesen Zellen sind die Kanäle hoch exprimiert. Sie können C1-Leitfähigkeiten zwischen 5-30 nS induzieren und dadurch die Erregbarkeit der Zellen dramatisch verändern. Die physiologische Funktion dieser Ca2+-aktivierten C1--Kanäle ist aber weitgehend unverstanden. Das ist darauf zurückzuführen, daß die molekulare Identität, die subzelluläre Lokalisation der Kanäle sowie der Chloridhaushalt der betreffenden Neurone unerforscht sind. In diesem Projekt soll mit verschiedenen Ansätzen begonnen werden, die molekulare Struktur und physiologische Bedeutung von neuronalen Ca2+-aktivierten C1--Kanälen in Riechzellen und somatosensorischen Neuronen aufzuklären. Wir wollen die Kanalaktivierung und -regulation sowohl im nativen Gewebe als auch an heterologexprimierten Kanälen untersuchen. Wir werden die Entstehung von Ca2+-Signalen analysieren, die diese Kanäle aktivieren und die C1--Verteilung im nativen Gewebe untersuchen. Die molekulare Struktur der Kanäle soll mit biochemischen und molekularbiologischen Methoden analysiert werden. Wir erwarten, daß die Arbeiten zum Verständnis der molekularen Regulation neuronaler Signalprozesse beitragen. Die Erforschung neuronaler Ca2+-aktivierter C1--Kanäle wird der Arbeitsschwerpunkt der neuzugründenden Abteilung "Molekulare Physiologie" an der Universität Heidelberg. (p)