Kalzium-Aufnahme in Zellen mit Licht eingeschaltet
Kalzium ist ein lebenswichtiges Element, das für feste Knochen und ein robustes Immunsystem sorgt. Um seinen Eintrittsweg in menschliche Zellen besser kennenzulernen und herauszufinden, was es dort alles bewirkt, veränderten Linzer Biophysiker den Kalziumkanal „Orai1“ so, dass er durch ultraviolettes (UV) Licht aktiviert wird. Die Kalziumaufnahme stimuliert dann etwa Signalwege für eine Immunantwort. Die Studie wurde im Fachmagazin „Nature Communications“ veröffentlicht.
Ein Team um Isabella Derler vom Institut für Biophysik der Universität Linz fügte an verschiedenen Stellen lichtempfindliche Bausteine (Aminosäuren) in den Kalziumkanal ein. Dann testeten die Forscherinnen und Forscher die Funktion dieser Varianten in menschlichen Zellen. „So konnten wir nachweisen, dass einige dieser Kalziumkanäle tatsächlich prompt auf Licht reagieren und entweder verstärkt Kalzium in die Zelle lassen, oder dessen Zufuhr drosseln“, schrieben sie in einer Aussendung. Auf diese Art könne man nun die Rolle jedes einzelnen Bausteins erforschen.
Eine Variante zeigte nach UV-Licht-Bestrahlung Durchlass-Eigenschaften wie ein natürlich (durch den Eiweißstoff STIM1) stimulierter Kalziumkanal. Damit sind durch Kalziumzustrom ausgelöste Reaktionen in den Zellen steuerbar, zum Beispiel die Ausschüttung von Botenstoffen während einer Immunreaktion, so die Biophysiker. Sie zeigten, dass damit etwa ein Faktor zur Ausschüttung von Immunbotenstoffen mobilisiert wird.