CavX - Calcium channels in excitable cells

Innsbruck ist ein international anerkanntes Zentrum für Kalziumkanal-Forschung, mit einer weltweit einzigartigen Zusammensetzung in diesem Gebiet aktiv tätiger WissenschaftlerInnen. Hiermit beantragen die Kalziumkanal-Forscher beider Innsbrucker Universitäten der Medizinischen Universität Innsbruck (MUI) und der Leopold Franzens Universität (UI) die Einrichtung eines gemeinsamen PhD Programms, CaVX Calcium Channels in Excitable Cells, in welchem sie ihre gesammelte Expertise nützen wollen, um die nächste Generation Neurowissenschaftler mit einem Schwerpunkt auf die Ionenkanal-Funktionen in Nerven, Muskeln und endokrinen Zellen, auszubilden. In diesen elektrisch erregbaren Zellen regeln Kalziumkanäle eine Vielzahl wichtiger Funktionen, wie zum Beispiel die synaptische Übertragung und Plastizität, die Muskelkontraktion und die Hormon- Freisetzung. Fehlfunktionen dieser Ionenkanäle resultieren in verschiedenen neuronalen und endokrinen Erkrankungen, wie Autismus, Angstzustände, Schizophrenie, Parkinson, Diabetes, Nachtblindheit und verschiedene Formen von Muskelschwäche. Die Forscher des Ca VX Programms studieren eine Reihe dieser Kalziumkanal-Funktionen und Erkrankungen. Dabei verwenden sie modernste Methoden sowie Zell- und Tiermodelle. Somit werden die Doktoratsstudierenden in diesem Programm an brandaktuellen Forschungsthemen arbeiten und Fähigkeiten mit modernsten Methoden der molekularen Genetik und Gen-Editing, elektrophysiologischer Messungen, der Strukturbiologie, und von Super-Resolution Mikroskopie erwerben. Dieser Fokus auf die Ionenkanalforschung und der damit einhergehenden biophysikalischen Ansätze ergänzt das Ausbildungsangebot des bestehenden Doktoratsprogramms der Neurowissenschaften in perfekter Weise. Die Absolventen des CaVX Programms werden dadurch ausgezeichnet auf die hohen Anforderungen der Berufswelt in akademischen und angewandten Forschungseinrichtungen vorbereitet. Die sechs CaVX Forscherteams sowie die assoziierten Gruppen sind bereits jetzt durch zahlreiche kooperative Projekte untereinander und mit den Innsbrucker Neurowissenschaftlern vernetzt und pflegen vielfältige Kontakte zu weltweit führenden Wissenschaftlern. Unter anderem koordinieren CaVX Forscher FWF-geförderte Exzellenzprogramme in den Neurowissenschaften und in molekularer Zellbiologie, und sie organisieren regelmäßig eine der angesehensten internationalen Konferenzen auf dem Gebiet der Kalziumkanal-Forschung. Die Einrichtung des CaVX Programms im Rahmen des existierenden PhD Programms der Neurowissenschaften an der Medizinischen Universität Innsbruck wird nicht nur die lokale Doktorandenausbildung maßgeblich fördern, sondern auch die internationale Sichtbarkeit dieses Europäischen Zentrums für Kalziumkanalforschung erhöhen. Dies wird die Attraktivität des Forschungsstandorts Innsbruck für Studenten und Fakultätsmitglieder steigern und dadurch die Position Innsbrucks als Zentrum der neurowissenschaftlichen Forschung und Ausbildung im Westen Österreichs stärken.

Kalzium ist ein wichtiger Botenstoff in unserem Körper und steuert eine Vielzahl wichtiger Funktionen wie zum Beispiel die Muskelkontraktion, Hormonfreisetzung, Lernen und die Bildung von Gedächtnis sowie Sehen und Hören. Aufgrund seiner wichtigen Rolle muss die Kalziumfreisetzung in unserem Körper genau kontrolliert werden. Zu diesem Zweck exprimieren unsere Zellen so genannte spannungsabhängige Kalziumkanäle. Diese Kanäle nehmen Änderungen der Membranspannung wahr und setzen sie in ein Kalziumsignal um, welches wiederum die oben genannten Funktionen reguliert. Es ist daher nicht verwunderlich, dass Funktionsstörungen von Kalziumkanälen letztendlich zu unterschiedlichen Krankheiten wie Autismus, Angststörungen, Schizophrenie, Parkinson, Diabetes, Augenerkrankungen sowie verschiedenen Formen von Muskelschwäche führen können. Um die Behandlungsmöglichkeiten zu verbessern und neue Behandlungsstrategien zu entwickeln, muss man zunächst einmal verstehen, wie genau Kalziumkanäle funktionieren und wie ihre Fehlfunktionen Krankheiten auslösen können. In den letzten 20 Jahren hat sich ein wachsendes Team von Wissenschafter:innen an der Medizinischen Universität Innsbruck und der Universität Innsbruck zusammengeschlossen, um Kalziumkanäle zu erforschen. Zu diesem Zweck haben sie eine ausgezeichnete und breite wissenschaftliche und methodische Expertise aufgebaut. Das Doktoratsstudium "CavX - Kalziumkanäle in erregbaren Zellen" vereinte nun diesen weltweit einzigartigen Forschungsschwerpunkt in Innsbruck um auf dieser Basis eine exzellente Doktorand:innenausbildung im Bereich der Neurowissenschaften anzubieten. Im Rahmen des CavX-Programms wurden 10 nationale und internationale Doktorand:innen finanziert, um die grundlegenden biophysikalischen Eigenschaften von Kalziumkanälen zu untersuchen. Das CavX-Ausbildungsprogramm war damit auch für Studierende aus eng verwandten Forschungsprojekten attraktiv und trug so während des vierjährigen Förderzeitraums zur Ausbildung von mehr als 30 Nachwuchswissenschafter:innen bei. Mit ihren Forschungen gelangen den CavX-Doktorand:innen wichtige Beiträge zum Verständnis der Kalziumkanäle. So entdeckten sie beispielsweise, wie Kalziumkanäle und die mit ihnen interagierenden Proteine die Bildung und Funktion synaptischer Verbindungen im Gehirn regulieren und wie Mutationen die Entwicklung von Autismus, endokrine Störungen wie Diabetes sowie eine angeborene Form der Nachtblindheit verursachen können. Darüber hinaus hat das Team aus Nachwuchswissenschafter:innen und etablierten Wissenschafter:innen gemeinsam grundlegende Erkenntnisse darüber gewonnen, wie Kalziumkanäle Spannungsänderungen wahrnehmen. Das CavX-Doktorandenprogramm hat sich als wichtiger Ausbildungs-Hotspot für Ionenkanalforscher:innen etabliert und dazu beigetragen, internationale Wissenschafter:innen nach Innsbruck einzuladen. Einer der Höhepunkte dieses Doktoratsprogramms war sein Beitrag zur Europäischen Kalziumkanal-Konferenz 2022. Diese Konferenz in Alpbach (Tirol, Österreich) brachte die weltweit führenden Expert:innen auf dem Gebiet der Kalziumkanalforschung zusammen und ermöglichte es den Nachwuchswissenschafter:innen ihre Ergebnisse zu präsentieren und mit Forscher:innen aus der ganzen Welt zu diskutieren. Der internationale und nachhaltige Erfolg dieses spezifischen Ausbildungsprogramms trug dazu bei, die nächste Generation von Wissenschafter:innen zu fördern, die sich nun erfolgreich um eine weitere vierjährige Förderung durch den Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) beworben haben.