CFTR

Membranständige Proteine regulieren den Stoff- und Ladungstransport durch die Plasmamembran und sind an der Zelladhäsion sowie an Signaltransduktionsvorgängen beteiligt. Zu Erfüllung ihrer Aufgaben ist häufig die Bildung von funktionellen Einheiten durch bestimmte Proteinverteilungen und Anordungen (sog. "Clustern") notwendig. Unser Interesse gilt dem "cystic fibrosis transmembrane conductance regulator protein" (CFTR), ein integrales Membranprotein, dem eine Schlüsselrolle bei der zystischen Fibrose (Mukoviszidose) zukommt und den mit ihm im Cluster assoziierten Proteinen. Zur Untersuchung dieser Cluster verwenden wir neben molekularbiologischen und elektrophysiologisch Methoden die Rasterkraftmikroskopie, ein bildgebendes Verfahren, das eine Auflösung auf Einzelproteinebene ermöglicht. Wir nutzen das Model Xenopus laevis Oozyte zur Expression des CFTR und können an isolierten Membranen Proteine visualisieren. Zur Identifikation des CFTR scannen wir isolierte Membranen, inkubieren diese mit Anti-hCFTR Antikörper und scannen die Membran erneut. Wir wollen durch einen Vergleich der Membranen vor und nach Antikörperinkubation die Höhenzunahmen einzelner Strukturen bestimmen und dadurch Zuordnungen vornehmen. Mit dieser Methode könnten auch andere Proteine identifiziert werden, so daß die Zusammensetzung von Clustern hierdurch ermittelt werden kann.

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. Hans Oberleithner, Dr. rer. nat. Hermann Schillers, Hannelore Arnold, Prof. Dr. William Guggino (Johns-Hopkins-Universität, USA)

Veröffentlichungen:

Schillers, H., T. Danker, H.-J. Schnittler, F. Lang, H. Oberleithner: Plasma membrane plasticity of Xenopus laevis oocyte imaged with atomic force microscopy. Cell Physiol Biochem 10:99-107

Oberleithner, H.: Der Mukoviszidose auf der Spur: Mit dem Rasterkraftmikroskop suchen Mediziner das krankheitsbestimmende Membranprotein CFTR. Spektrum der Wissenschaft, 12/99:105-106

Schneider, S.W., M.E. Egan, B.P. Jena, W.B. Guggino, H. Oberleithner, J.P. Geibel: Continuous detection of extracellular ATP on living human lung epithelial cells by using atomic force microscopy. Proc Natl Acad Sci USA 96:12180-12185