SPARC: Stim und Plectin in der Regulation von SERCA

Eine gesunde Muskelfunktion - sowohl im Herzen als auch in den Gliedmaßen - hängt von einer präzisen Kontrolle des Calciums ab. Dieses Ion wirkt wie ein Schalter, der Muskelaktivität ein- und ausschaltet. In Muskelzellen speichert und gibt eine spezielle Struktur, das sogenannte sarkoplasmatische Retikulum (SR), Calcium je nach Bedarf frei. Das SR arbeitet eng mit den Mitochondrien zusammen - den Kraftwerken der Zelle -, um sicherzustellen, dass die Muskeln ausreichend Energie für ihre Funktion erhalten. Bestimmte Proteine - wie Desmin, Plectin und ein weiteres namens Stim - helfen dabei, das SR und die Mitochondrien an ihrem Platz zu halten und sind damit wesentlich für die Kontrolle des Calciumhaushalts in der Muskelzelle. Wenn diese Proteine nicht richtig funktionieren, kann der Calciumfluss gestört und die Energieproduktion beeinträchtigt werden. Dies steht im Zusammenhang mit Krankheiten wie Muskeldystrophie und Herzinsuffizienz. Wie genau diese Proteine zusammenwirken und ob sie sich je nach Muskeltyp oder zwischen Männern und Frauen unterscheiden, ist bislang jedoch nicht ausreichend verstanden. In diesem Projekt wollen wir untersuchen, wie diese Proteine die Calciumregulation und den Energiehaushalt in den Muskeln beeinflussen. Wir untersuchen an verschiedenen Muskeltypen (Skelett- und Herzmuskel) wie gut diese Calcium steuern und Energie produzieren können. Dafür nutzen wir speziell gezüchtete Mäuse, denen eines oder mehrere dieser Proteine fehlen und die sowohl in Ruhe als auch nach körperlicher Belastung untersucht werden. Mithilfe moderner Bildgebung und weiteren Laborverfahren erfassen wir zudem strukturelle und funktionelle Veränderungen in den Muskeln. Mit dieser Forschung wollen wir herausfinden, wie die genannten Proteine den Calciumhaushalt und Energiestoffwechsel in Muskeln beeinflussen. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse könnte langfristig zu neuen Behandlungsmöglichkeiten für Menschen mit Muskelerkrankungen oder Herzproblemen führen, die durch eine gestörte Calciumregulation und Energieversorgung verursacht werden.