Lysosomen sind zelluläre Organelle, die eine Vielzahl aktiver Enzyme enthalten. Diese Enzyme können
zelleigene, aber auch fremde Stoffe abbauen und verdauen. Mit dieser Funktion kommt Lysosomen
eine Schlüsselfunktion allen zu, denn sie sorgen für einen geordneten Ablauf der zellulären
Abbauprozesse. Eine Störung der Lysosomenfunktion wirkt sich damit direkt auf den Proteinhaushalt
und den Energiestoffwechsel aus. PARK9 ist ein Protein, welches als ATPase in Lysosomen fungiert
und dabei vermutlich den Transport von Kationen reguliert. Eine Mutation im PARK9 Gen führt zu
einer rasch verlaufenden Form von Morbus Parkinson. Im gegenständlichen Projekt wird nun die
experimentelle Expertise (Patchen von Lysosomen) in Nervenzellen angewandt, um die Funktion von
PARK9 für den Ionenhaushalt der Lysosomen zu erforschen. Dazu werden die Zellen zuerst mit einer
Substanz behandelt, welches die Lysosomen etwas vergrößert. Damit werden sie im Mikroskop
sichtbar. Im nächsten Schritt wird ein Lysosom aus der Zelle herauspräpariert. Dazu wird mit einer
Patch-Pipette, einer Glaselektrode mit einem Spitzendurchmesser von wenigen Mikrometern, die
Zellwand vorsichtig aufgebrochen und danach das Lysosom herausgedrückt. Mit einer neuen
Patchpipette erfolgt dann das Andocken an das Lysosom und, nach erfolgreicher Verbindung der
Lysosomenmembran mit der Pipette, können die Ionenströme der Lysosomen gemessen werden.
Das Forschungsprojekt kann folgende neue Erkenntnisse bringen:
1. Erstmals können damit lysosomale Ionenkanäle in Nervenzellen charakterisiert werden.
2.Ein Verständnis der Rolle einzelner Ionenkanäle für die Zelldegeneration, wie sie bei
Parkinson zu beobachten ist, kann zu neuen Angriffspunkte für die Behandlung neurodegenerativer
Erkrankungen führen.
3.Mit der Forschung wird ein zelluläres Modell etabliert, mit dem die Wirkung neuer
Medikamente auf die Ionenkanäle zur möglichen Behandlung von Parkinson untersucht werden kann.