Direkte Interaktion von KCNQ4 (Kv7.4) und Erg (Kv11) Kaliumkanälen als molekulare Grundlage für den charakteristischen Strom IK,n in äußeren Haarsinneszellen

• Antragsteller: Dr. Michael Leitner
• Fachliche Zuordnung: Anatomie und Physiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279586168

Die außerordentliche Sensitivität des Säugergehörs beruht auf einem aktiven Verstärkungsprozess durch ultraschnelle Längenänderungen äußerer Haarsinneszellen. Da diese Längenänderungen von dem Membranpotential angetrieben werden, hängt die Sensitivität von ultraschnellen Spannungsänderungen ab. Derart schnelle Potentialänderungen werden in äußeren Haarsinneszellen erst durch einzigartige Eigenschaften des spannungsabhängigen Kaliumstromes IK,n ermöglicht. Die besonderen Merkmale von IK,n sind demnach eine biophysikalische Voraussetzung für die Verstärkung im Innenohr. Zwar wurde der Kaliumkanal KCNQ4 (Kv7.4) als Bestandteil von IK,n identifiziert, KCNQ4 alleine kann die Eigenschaften des Haarzellstromes allerdings nicht erklären. Wahrscheinlich sind in äußeren Haarsinneszellen unbekannte Interaktionspartner vorhanden, die IK,n zusammen mit KCNQ4 hervorbringen. Wir präsentieren einen zielgerichteten Kandidatenansatz zur Aufklärung der molekularen Bestandteile von IK,n. Wir konnten KCNQ4-untypische Eigenschaften von IK,n identifizieren, die charakteristisch für die Familie der Erg (Kv11) Kanäle sind. Wir fanden Erg Proteine in Haarsinneszellen in enger räumlicher Nähe zu KCNQ4, und die Untereinheiten lagerten sich zu gemeinsamen Ionenkanälen zusammen. Unsere Arbeitshypothese lautet daher, dass die Interaktion von KCNQ4 und Erg Kanaluntereinheiten die besonderen Eigenschaften von IK,n determiniert. Diese mögliche Interaktion wollen wir in dem Versuchsvorhaben analysieren. Als entscheidenden Test der Arbeitshypothese, wollen wir die Relevanz der Kanäle für die Signalweiterleitung im Innenohr an Mäusen untersuchen, in denen wir die Kanäle mit modernsten genetischen Methoden ausgeschaltet haben.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1608: Ultraschnelle Informationsübertragung und hohe zeitliche Präzision: normale und funktionsgestörte Hörmechanismen
• Internationaler Bezug: Österreich