Projekt 02FMTHH14

Räumlich und zeitlich hochaufgelöste Analyse subzellulärer Calcium-Signale

Calcium (Ca2+) dient als universaler Botenstoff zur Signalübertragung in Körperzellen. In Immunzellen vermittelt der Anstieg der freien zytosolischen Ca2+-Konzentration die Zellaktivierung (z.B. Vervielfältigung und Effektorfunktion von T-Zellen) und steuert damit essentiell die gezielte Immunantwort. Der [Ca2+]i-Anstieg wird über verschiedene sekundäre Botenstoffe vermittelt. Durch eine Hemmung des initial gebildeten sekundären Botenstoffs NAADP (Nicotinsäureadenindinukleotidphosphat) kann die Aktivität autoreaktiver T-Zellen gehemmt werden; die Hemmung der T-Zell-Effektorfunktion wiederum ist beispielsweise bei Behandlung von Autoimmunerkrankungen wünschenswert.

Die in dem durchgeführten Projekt etablierten fluoreszenzmikroskopischen Messverfahren und die implementierten algorithmischen Ansätze zur Analyse der Entstehung initialer [Ca2+]i-Signale sind einzigartig. Daten und Arbeiten zum Studium von Ca2+-Mikrodomänen mit vergleichbarer räumlicher und zeitlicher Bilddatenauflösung sind nicht bekannt. Auf Basis der gemessenen Daten konnte weiterhin das erste Mal detailliert die Bedeutung von RyR1 sowie von Orai und STIM im Kontext der initialen T-Zell Aktivierung belegt werden. Aus zellbiologischer Sicht werfen die aktuellen Ergebnisse und insbesondere die Bedeutung von z.B. Orai1 die Frage auf, inwieweit klassische Modelle zur Bildung initialer Ca2+-Mikrodomänen tatsächlich zutreffend sind; insbesondere die Rolle der in der Plasmamembran liegenden Kanäle und ihr zeitliches Zusammenwirken mit speichergesteuerter Ca2+-Freisetzung ist zu klären.


Beteiligte

Dr. Insa Wolf

Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie
UKE

Dr. René Werner
Institut für Computational Neurosciences

UKE

Prof. Alexander Schlaefer

Institut für Medizintechnische und Intelligente Systeme

TUHH


Folgeprojekte

Erfolgreiche Anschlussfinanzierung in SFB 1328 Denine Nulceotides in Immunity and Inflammation [Sprecher: AH Guse]; aus fmthh-Projekt hervorgegangener Teilprojektantrag:

Arbeitspaket 02 (https://www.sfb1328.de/index.php?id=29) : Dynamic architecture of Ca2+microdomains in T cells: disentangling release and entry contributions [Antragsteller: IMA Wolf, R Werner].