Fachbereich 05 - Medizinische Fakultät
Interdisziplinäres Zentrum für Klinische Forschung (IZKF)
Signaltransduktionsmechanismen in der Gefäßwand

Projekt A9:
Identifizierung Aldosteron-induzierter "early genes"
mittels Atomic Force Mikroskopie in Endothelzellen

Das Mineralokortikoidhormon Aldosteron löst in Endothelzellen eine sekundenschnelle Erhöhung des intrazellulären Calciums aus, gefolgt von minutenlanger Alkalinisierung und transienter Zellkernschwellung. Bereits Minuten nach Aldosteron-Injektion in Xenopus laevis Oozyten (Modellzelle) verlassen ca. 800 kDa grosse Makromoleküle (plugs) durch Kernporen den Zellkern. Wir können diese plugs (vermutlich Ribonucleoproteine) im zentralen Kanal einzelner Kernporen in nativen Kernhüllen mittels Atomic Force Mikroskopie (AFM) visualisieren und nanochirurgisch durch die AFM-Scanspitze abernten. Mit molekularbiologischen Methoden möchten wir die im plug enthaltene mRNA identifizieren. Parallel dazu wird eine neu-entwickelte elektrophysiologische Technik (Strommessung durch Kernporen mittels der "Nuclear hourglass-Methode) mit dem Ziel eingesetzt, den Aldosteron-induzierten RNA-Export in seiner zeitlichen Kinetik zu erfassen. Da die Kernporen in ihrer Aktivität durch Calcium, pH-Wert, ATP und weitere noch unbekannte Faktoren reguliert werden, möchten wir die Signalkaskade untersuchen, welche den Export der mRNA aus dem Kern steuert. Dazu werden entsprechende Blocker/Stimulatoren in die Hormon-stimulierte Zelle injiziert, woraufhin der mRNA Export mittels elektrophysiologischer Methoden und der AFM-Technik verfolgt wird. Die Experimente werden wegen der besseren Handhabung zuerst im Oozytenmodell entwickelt und nach experimenteller Optimierung an humanen Endothelzellen (HUVEC) fortgesetzt. Ziel dieses Projektes ist die Identifizierung jener Gene, welche am Anfang der genomischen Antwort auf Aldosteron stehen und die Erforschung des Transportweges, welcher zum Export der Transkripte durch die Kernporen führt. Die Ergebnisse sollen klinische Perspektiven zur Aldosteron-gesteuerten Endothelfunktion eröffnen.

Beteiligter Wissenschaftler:

Univ.-Prof. Dr. med. Hans Oberleithner

Veröffentlichungen:

Danker T, Shahin V, Schlune A, Schäfer C, Oberleithner H (2001) Electrophoretic plugging of nuclear pores by using the nuclear hourglass technique. Journal of Membrane Biology 184: 91-99.

Oberleithner H, Schäfer C, Shahin V, Schlune A, Schillers H, Reinhardt J (2001) Nuclear plug harvesting using atomic force microscopy. Single Mol 2:117-120

Albermann L, Schäfer C, Shahin V, Reinhardt J, Oberleithner H (2002) Plug harvesting by atomic force microscopy. Single Mol 3:313-314

Schäfer C, Shahin V, Albermann L, Hug MJ, Reinhardt J, Schillers H, Schneider SW, Oberleithner H (2002) Aldosterone signaling pathway across nuclear envelope. Proc Natl Acad Sci USA 99, 7154-7159.