Endoplasmic Reticulum Dynamic Structural Changes in Neurons: The Fission-Fusion Phenomena

Krzysztof Kucharz

Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandling (sammanläggning)

174 Nedladdningar (Pure)

Sammanfattning

Popular Abstract in Swedish
Det endoplasmatiska retiklet (ER) är nödvändigt för proteinsyntes och
posttranslationell proteinmodifiering. ER är också iblandat i cellstress och
utgör den största intracellulära kalciumkällan i nervceller. Neuronalt ER bildar
ett kontinuerligt nätverk som består av dels rörliknande förbindelser (tubules)
och större cisterner. Att nätverket utgör en kontinuerlig lumen är en viktig
egenskap som gör att proteiner och kalciumjoner kan röra sig inom ER och
utjämna lokala koncentrationsskillnader. Vi visar att ER i nervceller kan
genomgå snabb fission (= fragmentering) och därefter fusion. Detta fenomen
har tidigare inte rapporterats i neuron. Våra fynd visar att ER-fission i
hippokampusneuron i primärkultur eller organotypa kulturer induceras av
kalciuminflöde genom en särskild glutamatreceptorklass: NMDA-receptorn.
Genom farmakologiska försök har vi visat att ER-fission induceras oberoende
av kalciumfrisättning från ER. Dessutom har vi funnit att mild hypotermi leder
till ökad fission. Detta är av intresse eftersom mild hypotermi har visat sig ha
en skyddande effekt i experimentella stroke-modeller. Slutligen har vi med 2-
fotonmikroskopi kunnat visa att snabb ER-fission också sker i hjärnan in situ i
en djurmodell av hjärtstopp. Vi har studerat ER struktur med ljusmikroskopi
(konfokal och 2-foton) i levande nervceller i primärkultur och organotypa
kulturer samt i den levande hjärnan. För odlade celler användes transfektion
för att få dessa celler att uttrycka fluorescerande proteiner specifikt i ER. För
imaging av organotypa kulturer och hjärnan in situ genererades olika transgena
musstammar med expression av ER-markörerna i olika populationer av
neuron. Dessutom har transmissionselektronmikroskopi använts på fixerad
vävnad från organotypa kulturer. För att möjliggöra kvantifiering av ER
fission och fusion har vi utvecklat en ny dataanalysmetod baserad på
”fluorescence recovery after photobleaching” (FRAP). Våra data visar att ER
är en dynamisk modell och vi föreslår en modell för ER-struktur där
kontinuiteten av ER hela tiden bestäms av en jämvikt mellan fission och
fusion. Aktivering av NMDA-receptorn skiftar jämvikten mot fission medan
inhibering av NMDA-receptorn har motsatt effekt. Denna hittills okända
strukturella dynamik har sannolikt viktiga funktionella konsekvenser för såväl
fysiologiska som patofysiologiska processer vilket diskuteras i denna
avhandling.
Originalspråkengelska
KvalifikationDoktor
Tilldelande institution
  • Sektion IV
Handledare
  • Toresson, Håkan, handledare
  • Wieloch, Tadeusz, handledare
Tilldelningsdatum2010 dec. 13
Förlag
ISBN (tryckt)978-91-86671-45-7
StatusPublished - 2010

Bibliografisk information

Defence details

Date: 2010-12-13
Time: 09:00
Place: Segerfalksalen, Wallenberg Neuroscience Centre, Lund, Sweden.

External reviewer(s)

Name: Hanse, Eric
Title: Professor
Affiliation: University of Gothenburg, Dept. of Physiology/Neuro

---




The information about affiliations in this record was updated in December 2015.
The record was previously connected to the following departments: Laboratory for Experimental Brain Research (013041000)

Ämnesklassifikation (UKÄ)

  • Neurologi

Fingeravtryck

Utforska forskningsämnen för ”Endoplasmic Reticulum Dynamic Structural Changes in Neurons: The Fission-Fusion Phenomena”. Tillsammans bildar de ett unikt fingeravtryck.

Citera det här