Regulation neuronaler Kalium-Kanäle durch zeitlich-räumliche Änderungen der Phosphoinositid-Konzentration der Zellmembran

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Zahlreiche neuronale Ionenkanäle können durch exogene Membranlipide, vor allem Phosphoinositide wie PIP2, in ihrem Verhalten moduliert werden. Es wird daher angenommen, dass das Erregungsverhalten von Neuronen konstitutiv durch die spezifische Lipidzusammensetzung der Zellmembran und dynamisch durch zeitlich-räumliche Änderungen der Phosphoinositid-Konzentration reguliert wird. Tatsächlich ist gegenwärtig jedoch nicht verstanden, ob Ionenkanäle in ihrer neuronalen Umgebung tatsächlich über Phosphoinositide reguliert werden, in welchem Ausmaß sich die Phosphoinositid-Konzentration durch Rezeptoraktivierung oder elektrische Aktivität tatsächlich ändern, und welche zeitlich-räumlichen Muster eine solche Phosphoinositid-Dynamik in Neuronen annimmt. In dem beantragten Versuchsvorhaben sollen diese Fragen geklärt werden. Dazu werden synchron das zeitlichräumliche Verhalten der Phosphoinositid-Konzentration und das Ionenkanal-Verhalten untersucht. Änderungen der Phosphoinositid-Konzentration der Plasmamembran werden fluoreszenzoptisch mit CFP/YFP-markierten Phosphoinositid-Bindeproteinen und `Total-Internalreflection`-Fluoreszenz-Mikroskopie, und das Ionenkanal-Verhalten elektrophysiologisch per Patch-Clamp-Methodik gemessen. Unter den zahlreichen mit einer Lipid-Regulation in Verbindung gebrachten Ionenkanälen sollen hier KCNQ- und Kv-Typ K+-Kanäle untersucht werden, da diese fundamental die neuronale Erregbarkeit determinieren.