골격근 흥분성을 연구하기 위한 천연 세포의 기능적 부위 지정 형광 측정

전압 개폐 이온 채널의 구성원인 CaV1.1에는 4개의 고유한 전압 센서가 있습니다. 증거에 따르면 일부 전압 센서는 리아노딘 수용체 활성화 또는 칼슘 전류에 더 많이 기여합니다. 우리는 여기-수축 커플링 및 칼슘 채널 활성화에서 각 전압 센서의 정확한 역할을 식별할 수 있는 것을 목표로 합니다.

여기-수축 결합은 50년대 초반부터 연구되어 왔지만 이 과정이 어떻게 발생하는지에 대한 분자적 세부 사항은 아직 알려져 있지 않습니다. 채널의 사이로-전자 현미경 구조의 최근 발전, 새로운 CaV1.1 보조 단백질의 특성화, 채널 대체 스플라이싱 변이체의 발견 및 질병 유발 돌연변이의 식별이 이 분야에 대한 관심을 다시 불러일으켰습니다. 고전적인 전기 생리학 및 분자 생물학에서 초저온 전자 현미경, 분자 역학 시뮬레이션, 표적 단백질 분해, 기능적 부위 지정 형광 측정법, 조작된 세포 또는 동물 모델과 같은 보다 새로운 기술에 이르기까지 많은 기술이 우리 분야에서 사용됩니다.

현재 연료는 몇 가지 실험적 과제에 직면 해 있습니다. 골격근에서 CaV1.1과 RyR1 사이의 적절한 트래피킹 및 통신은 많은 조절 단백질과 함께 여기-수축 결합을 지원하는 데 중요합니다. CaV1.1과 RyR1 사이의 이러한 단백질-단백질 상호작용을 직접 연구하는 방법은 누락되었거나 불완전합니다.

마틴 슈나이더 박사(Dr.Martin Schneider)의 실험실은 수십 년 동안 여기-수축 커플링(excitation-contraction coupling)을 연구해 왔으며, CaV1.1의 전압 감지 메커니즘, 칼슘 방출 및 칼슘 스파크로 알려진 국부적인 칼슘 방출 이벤트를 특성화했습니다. 최근에, 우리 실험실은 기능하는 성인 근육 세포에서 여기-수축 커플 링 및 전압 센서 운동의 다양한 단계를 조사하기 위해 새로운 광학 기술을 구현하고 있습니다. 이것은 이전에 이종 발현 시스템에서 수행되었지만, 이제 우리의 프로토콜을 통해 CaV1.1 전압 센서의 구조적 변화를 그의 원래 환경에서 전파된 활동 전위 동안 추적할 수 있습니다.

우리의 새로운 기술을 통해 여기-수축 커플링에 필요한 전압 센서의 정확한 움직임을 조사할 수 있습니다. 우리는 각 S4의 어떤 전하 잔류물이 그 기능에 중요한지, 또는 정확히 각 S4 전위가 CaV1.1 개방 또는 리아노딘 수용체 활성화와 연결되어 있는지 알고 싶습니다.