Thesis supervisor: Péter Enyedi
Location of studies (in Hungarian): Semmelweis Egyetem Élettani Intézet Abbreviation of location of studies: SE
Description of the research topic:
Munkacsoportunkban különböző kálium csatornák működését, szabályozását és fiziológiás szerepét vizsgáljuk. Vizsgálataink elsősorban (de nem kizárólag) a háttér kálium áramokért felelős 2 P típusú csatornákra irányulnak. Elsőként a mellékvese glomerulóza sejtjeiben expresszálódó TASK-1 és TASK-3 csatornákkal foglalkoztunk, melyek fontos szerepe e szövetben az igen negatív nyugalmi membránpotenciál kialakítása. Ugyancsak felelősek a szövet K+ ionokkal szembeni nagy érzékenységéért. Kimutattuk, hogy a TASK csatornák Gq kapcsoló fehérjéket aktiváló receptorok serkentésekor gátlódnak, ami depolarizációt, és ezáltal sejt aktivációt okoz. Leírtuk, hogy a receptor serkentése nem a klasszikus második hírvivő rendszerek (IP3, DAG) útján befolyásolja a csatornák működését, hanem a plazmamembrán PIP2 szintjének csökkentésén keresztül. Tekintettel arra, hogy a TASK-1 és TASK-3 csatornákat a PIP2 aktiválja, a receptor ingerlésekor bekövetkező PIP2 lebomlás a csatornák csökkent aktivitását eredményezi. Vizsgálatainkban molekuláris biológiai és elektrofiziológiai módszereket alkalmazva kimutattuk, hogy a két alegységből felépülő 2P csatornák közül a TASK-1 és a TASK-3 heteromerként is működő csatornát hozhat létre, melynek tulajdonságai eltérnek a homomer csatornákétól.
A 2P csatornák utoljára felfedezett tagja a TRESK, melyet másodikként klónoztunk meg. E csatorna különlegessége, hogy az intracelluláris kalcium koncentráció hatására aktivitása sokszorosára fokozódik. Kimutattuk, hogy az aktiválódás nem közvetlenül, hanem egy kalcium-érzékeny foszfatázon a kalcineurinon keresztül valósul meg. A kalcineurin defoszforilálja a csatorna intracelluláris hurok szakaszán találkató 276-os pozíciójú foszfoszerint, amitől megnő a csatornán folyó áram intenzitása. A megnövekedett kálium konduktancia hatására a sejt hiperpolarizálódik, ingerlékenysége csökken. Felismertük, hogy a TRESK egy intracelluláris szakaszának aminosav szekvenciája hasonlít ahhoz, ami a kalcineurin egyik legfontosabb szubsztrátjának, az NFAT-nak kalcineurin-kötő felszíne. Eredményeink szerint a foszfatáznak a TRESK ezen felszínéhez is kapcsolódnia kell ahhoz, hogy a csatornát hatékonyan tudja defoszforilálni. Legújabb eredményeink szerint a TRESK nemcsak a kalcineurinnal létesít fehérje-fehérje kölcsönhatást, hanem más intracelluláris scaffold fehérjék is kapcsolódnak hozzá, és módosítják aktiválhatóságát. Felmerül, hogy a csatorna egy nagyobb szignalizációs komplexként van jelen a sejtmembránban, így szabályozása ennek megfelelően még összetettebb lehet.
Megklónoztuk mRNS-ből kiindulva a Kv8.2 feszültségfüggő kálium csatorna alegységet is. A feszültségfüggő csatornák alegységenként egy pórusdomént tartalmaznak, így tetramerizálva válnak működőképessé. A Kv8.2 homotetramerként nem működőképes, azonban agy másik feszültségfüggő csatorna alegységgel, a Kv2.1-gyel heteromerizálva egy különleges tulajdonságú csatorna keletkezik. A Kv8.2 alegység -in situ hibridizációs technikával vizsgálva- a szem fotoreceptor sejtjeiben expresszálódik nagy mennyiségben. E sejtekben régóta ismert volt egy IKx-nek nevezett jellegzetes kálium áram, aminek a csatorna háttere ismeretlen volt. A Kv8.2/Kv2.1 heteromer áram jellemzői megegyeznek a korábban IKx-nek nevezett áraméval. A csatorna igen fontos szerepét a fényérzékelő sejtekben az is alátámasztja, hogy a Kv8.2 mutációi –egy friss klinikai közlemény szerint- szupernormális elektroretinogrammal együtt járó retinadegenerációt okoznak.
Munkánk során –mint fent már említettem- kombináljuk a molekuláris biológiai és elektrofiziológiai módszereket. Különböző fehérjék klónozásán és heterolog expresszióján kívül irányított mutációkkal vizsgáljuk a szabályozásban szereplő molekulaszakaszokat. Heterolog expressziót elsősorban Xenopus laevis oocytákban váltunk ki, de emlős sejtvonalakat is transzfektálunk szükség esetén. A fehérje-fehérje interakciókhoz bakteriális expressziós rendszerben termeltetett fehérjéket is használunk.
Login
