Modulation von lysosomalen Ionenkanälen durch mutierte PARK9

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.