Optogenetisches Engineering von spannungsabhängigen Natriumkanälen

Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung optogenetischer Tools für eine zukünftige Anwendung in Grundlagenforschung und Medizin. Unter Verwendung von gentechnisch hergestellten Fusionsproteinen, die aus Untereinheiten von spannungsgesteuerten Natriumkanälen und dem lichtempfindlichen Kationenkanal Channelrhodopsin-2 (ChR2) bestehen, können wir Aktionspotentiale in normalerweise nicht erregbaren Xenopus-Oozyten und HEK293-Zellen durch kurze Blaulichtimpulse generieren. Die neuen optogenetischen Schalter bieten die Möglichkeit, grundlegende Fragestellungen zum Einfluss einzelner Ionenströme auf das Aktionspotential zu bearbeiten. In diese Untersuchungen beziehen wir auch natürlich vorkommende Ionenkanalmutationen, die mit lebensbedrohlichen Arrhythmien einhergehen, ein. Schließlich testen wir verschiedene Pharmaka hinsichtlich ihres therapeutischen Nutzens als Antiarrhythmika. Zukünftige Forschungen zielen darauf ab, unsere neuartigen optischen Schalter in Stammzellen und Kardiomyozyten zu exprimieren.