Expresia a kolokalizácia proteínov diadických komplexov komorových myocytov potkana vo vzťahu k ontogenéze väzby excitácie s kontrakciou
Vedúci projektu: Alexandra Zahradníková, jr.
Trvanie: január 2015 – december 2017
Koordinujúca organizácia: Ústav molekulárnej fyziológie a genetiky SAV, Bratislava
Anotácia
Väzba excitácie s kontrakciou v srdcových myocytoch cicavcov je založená na vápnikovej signalizácii v diádach – špecializovaných spojeniach sarkolemy a terminálnych cisterien sarkoplazmatického retikula. Vzťah medzi molekulárnym zložením diád a funkčnosťou vápnikovej signalizácie nie je dostatočne objasnený, nakoľko nie je prístupný priamej experimentálnej manipulácii. Vzťah štruktúry a funkcie diád by však malo byť možné sledovať v postnatálnom období vývoja myokardu, kedy dochádza k ich intenzívnej tvorbe a rastu. Cieľom projektu je korelovať zmeny lokálnej vápnikovej signalizácie a proteínového zloženia a interakcií v jednotlivých diadických komplexoch v priebehu ontogenézy myocytov. Získané údaje umožnia formulovať hypotézu o vzťahu štruktúry a funkcie diád na molekulovej úrovni a pomôžu porozumieť adaptívnym procesom pri srdcovej hypertrofii na úrovni vápnikovej signalizácie.
Kľúčové slová
E-C väzba, vápniková signalizácia, interakcia proteínov, diadické komplexy
Ciele
Cieľom projektu je charakterizovať priebeh tvorby a rastu diadických komplexov počas dozrievania komorových myocytov z molekulárno-biologického hľadiska v korelácii s vývojom E-C väzby na úrovni jednotlivých diád. Sústredíme sa na proteíny, ktorých úloha spočíva v tvorbe a štrukturálnej stabilizácii diadického komplexu (junktofilín, kaveolín), vo vlastnom prenose signálu medzi sarkolemou a intracelulárnou membránou (DHPR a RyR kanály, Na/Ca výmenník) a na proteíny regulujúce komunikáciu medzi iónovými kanálmi sarkolemy a intracelulárnej membrány (kalmodulín, junktín, triadín a kalsekvestrín). Otázky, ktoré si kladieme, sú:
1. Akým spôsobom sa mení expresia jednotlivých proteínov diadického komplexu počas dozrievania komorových myocytov?
2. V akom vzťahu sú zmeny expresie a lokalizácie jednotlivých proteínov diadických komplexov s vývojom tubulárneho systému v myocytoch?
3. Akým spôsobom zistené zmeny korelujú so zmenami vápnikovej signalizácie v E-C väzbe?
Výsledky poskytnú originálne informácie o vzťahu medzi zložením a usporiadaním molekulových komplexov diád a efektívnosťou vápnikovej signalizácie v procese väzby excitácie s kontrakciou.
Publikácie
- Skrabanek P, Zahradnikova A Jr (2019): Automatic assessment of the cardiomyocyte development stages from confocal microscopy images using deep convolutional networks. PLoS One 14: e0216720, doi: 10.1371/journal.pone.0216720.
- Mackova K, Zahradnikova A Jr, Hotka M, Hoffmannova B, Zahradnik I, Zahradnikova A (2017). Calcium release-dependent inactivation precedes formation of the tubular system in developing rat cardiac myocytes. Eur Biophys J 46: 691-703.