In vivo and in situ analysis of mitochondrial calcium handling in healthy and dystrophic muscle

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Calcium (Ca2+) dient der Kontraktion der Skeletmuskulatur. In Muskelzellkulturen kann es parallel dazu als Nachrichtenübermittler eine ganze Reihe weiterer physiologischer Reaktionen auslösen, darunter Anpassung der Energieproduktion an die Muskelbeanspruchung aber auch Einleitung des programmierten Zelltodes. Welche physiologische Entscheidung die Zelle trifft, wird durch eine feine Regulation der Ca2+-Signale bestimmt. Als einer der wichtigsten Sensoren von Ca2+-Signalen rücken neuerdings die Mitochondrien in verschiedenen Zellsystemen in das Zentrum des Interesses. So kann z.B. eine leichte Erhöhung des Ca2+-Spiegels in Mitochondrien eine vermehrte Energieproduktion, ein stark und lang erhöhter Ca2+-Spiegel aber die Auslösung des programmierten Zelltodes durch Mitochondrien hervorrufen. Im lebenden Skeletmuskel konnte aber bislang vor allem aus technischen Gründen die Rolle von Mitochondrien in der Calciumregulation nicht bestimmt werden. Im hier vorgestellten Projekt möchte ich mit Hilfe modernster molekularbiologischer und mikroskopischer Techniken diese Probleme überwinden und eine Beteiligung von Mitochondrien an der Ca2+-Regulation im lebenden Muskel nachweisen. Davon ausgehend möchte ich die Beteiligung der Mitochondrien an der Pathogenese bestimmter muskulärer Erkrankungen untersuchen.