Verteilung und Untereinheitenzusammensetzung von SK Kanälen

Im Gegensatz zu vielen anderen K+ Kanälen sind Ca2+-aktivierte K+ Kanäle mit kleiner Leitfähigkeit (sogenannte SK Kanäle) hinsichtlicher ihrer biochemischen und funktionellen Eigenschaften weitgehend unerforscht. Wir haben vor kurzem einen spezifischen Antikörper gegen eine Kanal Isoform, den SK3 Kanal, erzeugt. Gemeinsam mit einer amerikanischen Forschungsgruppe (Dr. Adelman, Vollum Institute, Portland, OR, USA) wurde die Funktion dieses Ionenkanals mittels eines transgenen Mausmodels (die Kanaldichte kann bei diesen Tieren in vivo reguliert werden) und dieses Antikörpers aufgeklärt (Science 289, 1942-1946 (2000)). Ein methodisch vergleichbarer Ansatz wird auch für die beiden verbleibenden SK Kanal-Isoformen (SK1 und SK2 Kanäle) durchgeführt werden. Aufbauend auf diesem Erfolg beschäftigt sich der vorliegende Forschungsantrag mit der Erzeugung gerichteter Antikörper gegen SK1 und SK2 Kanäle. Diese Antikörper sollen verwendet werden um die Verteilung beider Ionenkanäle in immunhistochemischen Experimenten im Ratten- und Mäusegehirn zu untersuchen. Um weiters die Funktion der verbleibenden beiden SK Kanäle im Detail im Säuger studieren zu können werden zur Zeit in Dr. Adelman`s Forschungsgruppe transgene SK1 und SK2 Mäuse unter Verwendung eines sehr ähnlichen genetischen `Schalters` erzeugt. Die im Rahmen dieses Forschungsantrages erzeugten Werkzeuge werden auch in diese Kollaboration eingebracht. Ein weiters Ziel dieses Antrags ist die Aufklärung der subzellulären Verteilung von SK1, SK2 und SK3 mittels `Immunogold` Elektronenmikroskopie. Weiters planen wir, fluoreszierende und radioaktiv markierte Toxine, die selektiv mit SK Kanälen wechselwirken, zu produzieren und charakterisieren. Diese Werkzeuge dienen dazu, die Untereinheitenzusammensetzung der SK Kanäle im Säugerhirn zu studieren und Daten, die mittels Antikörper-Verteilungstudien erhalten wurden, zu bestätigen. Zu diesem Zweck planen wir die Ausweitung unserer Kollaboration mit dem Institut für Biophysik (Hansgeorg Schindler) zur Durchführung von 2-Photonen-Laser-Scanning- und Einzelmolekül-Mikroskopie. Zusätzlich soll die Ko-lokalisation von SK Kanälen mit spannungsabhängigen Ca2+ Kanälen durch Immunpräzipitationsexperimente, hochauflösende Verteilungsstudien und `Fluoreszenz-Resonanz-Energietransfer` Studien untersucht werden. Wissen betreffend der Funktion, der Verteilung und der Untereinheitenzusammensetzung von SK Kanälen wird die Entwicklung selektiver Pharmaka erleichtern, zumal diese Ionenkanalfamilie an bestimmten Gehirnleistungen wie Lernen und Gedächtnis zentral mitbeteiligt ist.