قياس الفلور الوظيفي الموجه للموقع في الخلايا الأصلية لدراسة استثارة العضلات الهيكلية

القياس الفلوري الوظيفي الموجه للموقع هو طريقة لدراسة حركات مجال البروتين في الوقت الفعلي. يسمح تعديل هذه التقنية لتطبيقها في الخلايا الأصلية الآن باكتشاف وتتبع حركات مستشعر الجهد الفردي من قنوات Ca²⁺ ذات الجهد الكهربائي في ألياف العضلات الهيكلية المعزولة بالفئران.

يحتوي CaV1.1 ، وهو عضو في القنوات الأيونية ذات بوابات الجهد ، على أربعة مستشعرات جهد متميزة. تشير الدلائل إلى أن بعض مستشعرات الجهد تساهم بشكل أكبر في تنشيط مستقبلات الريانودين أو تيار الكالسيوم. نهدف إلى أن نكون قادرين على تحديد الدور الدقيق لكل مستشعر جهد في اقتران الإثارة والانكماش وتنشيط قناة الكالسيوم.

تمت دراسة اقتران الإثارة والانكماش منذ أوائل 50s ، ومع ذلك فإن التفاصيل الجزيئية لكيفية حدوث هذه العملية لا تزال غير معروفة. أدى التقدم الأخير في البنية المجهرية الإلكترونية للقناة ، وتوصيف البروتين الملحق الجديد CaV1.1 ، واكتشاف متغير الربط البديل للقناة ، وتحديد الطفرة المسببة للأمراض إلى إعادة الاهتمام بهذا المجال. يتم استخدام العديد من التقنيات في مجالنا ، من الفيزيولوجيا الكهربية الكلاسيكية والبيولوجيا الجزيئية إلى تقنيات أكثر حداثة مثل المجهر الإلكتروني بالتبريد ، والمحاكاة الديناميكية الجزيئية ، وتدهور البروتين المستهدف ، والقياس الفلوري الوظيفي الموجه للموقع بالإضافة إلى الخلايا المهندسة أو النماذج الحيوانية.

حاليا ، يواجه الوقود العديد من التحديات التجريبية. في العضلات الهيكلية ، يعد الاتجار والتواصل المناسبين بين CaV1.1 و RyR1 ، جنبا إلى جنب مع العديد من البروتينات التنظيمية ، أمرا بالغ الأهمية لدعم اقتران الإثارة والانكماش. طرق الدراسة المباشرة لهذه التفاعلات البروتينية البروتينية بين CaV1.1 و RyR1 مفقودة أو غير مكتملة.

يعمل مختبر الدكتور مارتن شنايدر على اقتران الإثارة والانكماش منذ عقود ، وتوصيف آليات استشعار الجهد في CaV1.1 ، وإطلاق الكالسيوم ، وأحداث إطلاق الكالسيوم الموضعية ، والمعروفة باسم شرارات الكالسيوم. في الآونة الأخيرة ، قام مختبرنا بتنفيذ تقنيات بصرية جديدة للتحقيق في خطوات مختلفة من اقتران الإثارة والانكماش وحركة مستشعر الجهد في خلايا العضلات البالغة العاملة. بينما تم القيام بذلك سابقا في نظام تعبير غير متجانس ، يسمح بروتوكولنا الآن بتتبع التغييرات التوافقية في مستشعرات الجهد CaV1.1 أثناء انتشار جهد الفعل في بيئته الأصلية.

ستسمح لنا تقنيتنا الجديدة بالتحقيق في الحركة الدقيقة لمستشعر الجهد اللازم لاقتران الإثارة والانكماش. نريد أن نعرف أي بقايا شحنة في كل S4 ضرورية لوظيفتها ، أو بالضبط كل محول S4 ، وكل هذا النقل مرتبط بفتح CaV1.1 أو تنشيط مستقبلات الريانودين.