Mechanizmy komunikácie medzi iónovými kanálmi diády kardiomyocytu
Vedúci projektu: Alexandra Zahradníková, jr., Jana Pavelková
Trvanie: január 2011 – december 2013
Koordinujúca organizácia: Ústav molekulárnej fyziológie a genetiky SAV, Bratislava
Anotácia
Robustnosť spriahnutia excitácie s kontrakciou v kardiomyocytoch je na lokálnej úrovni zabezpečená prítomnosťou veľkého počtu DHPR a RyR kanálov v diáde. Značná naddimenzovanosť systému umožňuje v prípade potreby regrutovať viac kanálov a tým plynulo reagovať na potreby zvýšenej kontrakcie. Tento projekt sa zameriava na štúdium mechanizmu vzájomnej komunikácie medzi DHPR a RyR kanálmi, ktorá prebieha prostredníctvom Ca2+ iónov, v kardiomyocytoch in situ. Použijeme kombináciu dvoch moderných experimentálnych techník. Metóda napäťového zámku umožňuje sledovať odpovede DHPR kanálov na napäťový stimul a merať hodnoty vápnikového prúdu, ktorý je stimulom pre aktiváciu RyR kanálov. Metóda konfokálnej mikroskopie umožňuje sledovať lokálne uvoľňovanie vápnika prostredníctvom RyR kanálov a tak priamo merať ich aktivitu in situ. Výsledkom projektu bude lepšie pochopenie mechanizmov regulujúcich komunikáciu medzi DHPR a RyR kanálmi, umožňujúce štúdium zmien týchto mechanizmov, ku ktorým dochádza počas kardiomyopatií
Kľúčové slová
vápniková signalizácia, spriahnutie excitácie s kontrakciou, kardiomyocyty, vápnikový prúd, ryanodínové receptory
Ciele
Cieľom projektu je prehĺbenie poznatkov o mechanizmoch vzájomnej komunikácie DHPR a RyR kanálov prostredníctvom iónov vápnika v diádach kardiomyocytov. Otázky, ktoré si kladieme sú:
- Akým spôsobom vplýva množstvo stimulujúceho vápnika na rýchlosť a amplitúdu lokálneho uvoľňovania vápnika?
- Do akej miery sú rýchla a pomalá inaktivácia vápnikového prúdu závislé na rýchlosti a amplitúde lokálneho uvoľňovania vápnika?
- Ktoré vnútrobunkové regulátory aktivity RyR kanálov sa najviac podieľajú na modulácii lokálneho uvoľňovania vápnika?
Publikácie
- Janicek R, Hotka M, Zahradnikova-Jr A, Zahradnikova A, Zahradnik I (2013): Quantitative analysis of calcium spikes in noisy fluorescent background. PLoS One 8: e64394.
- Zahradnikova A, Zahradnik I (2012). Construction of calcium release sites in cardiac myocytes. Front Physiol 3: 322.
- Janicek R, Zahradnikova-Jr A, Polakova E, Pavelkova J, Zahradnik I, Zahradnikova A (2012): Calcium spike variability in cardiac myocytes results from activation of small cohorts of RYR2 channels. J Physiol 590: 5091-5106.