The role of surface membrane and sarcoplasmic reticular proteins in acquired and hereditory muscle disorders  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
75604
Type K
Principal investigator Csernoch, László József
Title in Hungarian The role of surface membrane and sarcoplasmic reticular proteins in acquired and hereditory muscle disorders
Title in English The role of surface membrane and sarcoplasmic reticular proteins in acquired and hereditory muscle disorders
Keywords in Hungarian SR proteins, skeletal, cardiac and smooth muscle
Keywords in English SR proteins, skeletal, cardiac and smooth muscle
Discipline
Analysis, modelling and simulation of biological systems (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Panel Genetics, Genomics, Bioinformatics and Systems Biology
Department or equivalent Department of Physiology (University of Debrecen)
Participants Cserné Dr. Szappanos, Henrietta
Dienes, Beatrix
Fodor, János
Kőszeghy, Áron
Oláh, Tamás
Szentandrássy, Norbert
Szentandrássyné Gönczi, Mónika
Szentesi, Péter Sándor
Szigeti, Gyula Péter
Telek-Haberberger, Andrea
Starting date 2008-11-01
Closing date 2012-11-30
Funding (in million HUF) 39.334
FTE (full time equivalent) 13.15
state closed project
Summary in Hungarian
Az intracelluláris kalcium koncentráció emelkedése az izomösszehúzódás első lépése. Az izomsejtek kalciumhomeosztázisának finom szabályozása részben a sejtfelszíni membrán (SM), másrészt pedig a sarco/endoplasmaticus reticulum (SR/ER) Ca2+ csatornái révén valósul meg. Ezek működésének bármely örökölt vagy szerzett zavara komoly patológiás állapotok kialakulásához vezethet, beleértve a hirtelen szívmegállást, a rhabdomiolízist és az izomdisztrófiát. A Ca2+ csatornák finom beállításában és működésében számos, a csatornához kapcsolódó szabályozó protein vesz részt. Terveink között szerepel két ilyen fehérjének, a triadinnak és a caveolinnak az SR/ER-ből történő Ca2+ felszabadulásra, illetve az SM L-típusú Ca2+ áramára kifejtett szabályozó szerepének vizsgálata. A triadinról már ismert, hogy az SR Ca2+ csatornájához, a rianodin receptorhoz (RyR) és a raktáron belüli kalcium puffereléséért felelős proteinhez, a kalszekvesztrinhez kötődve teremt kapcsolatot az SR-ben lévő Ca2+ és a RyR funkciója között. A caveolint koleszterin gazdag SM területeken mutatták ki és feltételezhetően szerepe van azon változások létrehozásában, melyek kapcsolatban állnak a plazma koleszterinszintjében bekövetkező zavarokkal. A fehérjék expressziós szintjének változtatásával, illetve hiperkoleszterinémiás állatmodellekben kívánjuk vizsgálni a fent említett proteinek funkcióját, mely utóbbi segíthet a hyperkoleszterinémiában leggyakrabban használt sztatinkezelések izomspecifikus hatásainak megértésében.
Summary
Muscle shortening is initiated by the increase in intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]). The delicate balance of Ca2+ homeostasis in muscle cells is in part based on the regulation of Ca2+ channels of the surface membrane (SM) and of the sarco/endoplasmic reticulum (SR/ER). Any alteration, whether inherited or acquired, can result in the development of serious pathological conditions including but not restricted to sudden cardiac death, rhabdomyolysis and muscular dystrophies. Ca2+ channels are part of macromolecular complexes where associated proteins play crucial roles in the fine tuning of channel function and their anchoring to the functional position. We will investigate the role of two members of these complexes, triadins and caveolins, in the regulation of Ca2+ release from the ER/SR and the L-type Ca2+ current of the SM, respectively. Triadins have been suggested to bind to both the ryanodine receptor (RyR) Ca2+ release channel and to calsequestrin, the protein responsible for the buffering of Ca2+ within the SR, generating a link between intra-SR [Ca2+] and RyR function. Caveolins are found in cholesterol-rich segments of the SM and might be responsible for alterations associated to disturbances in plasma cholesterol. We will utilize the overexpression or downregulation of these proteins and hypercholesterinaemic animal models to study their role and to understand the muscular side-effects of statins, the most widely used drugs in treating hypercholesterinaemia.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A szarkoplazmatikus retikulum (SR) kalcium csatornája (RyR) több fehérjével is kölcsönhatásban áll. Ide tartozik a 95 kDa-os molekulasúlyú triadint (Trisk 95), melynek alternatív splicingjával többféle molekulasúlyú izoformája jöhet létre. A Trisk 95 funkciójának felderítésére létrehozott triadin knockout (KO) egerek izmai gyengébbek és a kalciumhomeosztázisban résztvevő fehérjék expressziós szintje változott. Eredményeink szerint a triadin hiánya izom myopathiához vezethet és az általunk létrehozott állatmodellel ez jól tanulmányozható. A Trisk 95 további szerepét C2C12 izomsejteken és primer vázizomtenyészeteken tanulmányoztuk. A fehérje stabil overexpressziója csökkentette az elemi kalcium felszabadulási események (ECRE) amplitúdóját és frekvenciáját, és a depolarizáció által kiváltott Ca2+-tranzienseket. Ugyanakkor az endogén triadinexpresszió shRNS-sel történő gátlása után az ECRE-k jelentősen gyakoribbak voltak. Így feltételezhető, hogy a Trisk 95 fehérje negatívan szabályozza a RyR működését. A 32 kDa-os molekulasúlyú triadint (Trisk 32) L6.G8 myoblastokban termeltettük túl. A transzfekció nem befolyásolta a sejtek életképességét, ugyanakkor a sejtek proliferációs képessége lecsökkent. Kimutattuk a Trisk 32 és az IP3R kolokalizációját és közvetlen fizikai kapcsolatát. Funkcionális kapcsolatukat is bizonyítottuk, mivel a Trisk 32 overexpressziója szignifikánsan nagyobb amplitúdójú és felszálló meredekségű Ca2+-tranzienseket eredményezett az IP3 útvonalon keresztül.
Results in English
The calcium release channel (ryanodine receptor, RyR) of the sarcoplasmic reticulum (SR) is associated with different proteins. One of them is the 95 kDa molecular weight triadin (Trisk 95) which has various isoforms with different molecular weights, all of them are splice variants of the same gene. To explore the function of Trisk 95 we generated a triadin knockout (KO) mouse which is characterized by a weaker skeletal muscle force than the control animals. Also, in case of the KO animals, the expression levels of the proteins which play role in calcium homeostasis, was changed. These results indicate that the lack of triadin can cause muscle myopathy and our animal model is suitable to investigate it. To further study the role of Trisk 95, the protein was investigated in C2C12 skeletal muscle cells and in primary skeletal muscle cultures. The constant overexpression of the protein decreased the amplitude and frequency of the elementary calcium release events (ECRE). Furthermore, the silencing of endogenous triadin expression with shRNA led to more frequent ECREs. These results suggest that Trisk 95 is a negative regulator of RyR function. Finally the 32 kDa molecular weight triadin (Trisk 32) was overexpressed in L6.G8 myoblasts. We showed the colocalization and direct physical interaction of Trisk 32 and IP3 receptor. Their functional interaction was also proved as the overexpression of Trisk 32 caused greater Ca2+-transients.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=75604
Decision
Yes





 

List of publications

  
Oddoux S., Brocard J., SchweitzerA., Szentesi P., Giannesini B., Brocard J., Fauré J., Pernet-Gallay K., Bendahan D., Lunardi J., Csernoch L., Marty I.: Triadin deletion induces impaired skeletal muscle function, Journal of Biological Chemistry, 284:34918-34929., 2009
Sztretye M., Almássy J., Deli T., Szentesi P., Jung C., Dienes B., Simut A.S., Niggli E., Jona I., Csernoch L.: Altered sarcoplasmic reticulum calcium transport in the presence of the heavy metal chelator TPEN, Cell Calcium, 46:347-355., 2009
Füzi M., Palicz Z., Szabó L., Vincze J., Szentesi P., Paragh G., Kertai P., Csernoch L.: Fluvastatin alters both the calcium homeostasis and cell proliferation in cultured myotubes and the calcium release events in adult muscle fibres of the rat, Biophysical Journal, 96 Suppl. 313a, 2009
Oláh T., Fodor J., Ruzsnavszky O., Berbey C., Allard B., Csernoch L.: The alterations of store-operated calcium entry in TRPC1-overexpressing C2C12 myotubes., Biophysical Journal, 98. 152a-153a., 2010
Szabó L.Z., Vincze J., Csernoch L., Szentesi P.: Improved spark and ember detection using stationary wavelet transforms, Journal of Theoretical Biology, 264: 1279-1292., 2010
Füzi M., Szentesi P., Vincze J., Cseri J., Kertai P., Csernoch L.: Fluvastatin and coenzyme Q10 alter development and function of skeletal muscle., Acta Physiologica Hungarica, 97, 101., 2010
Szentesi P., Fodor J., Oddoux S., Sztretye M., Dienes B., Oláh T., Marty I., Csernoch L.: The role of triadin isoforms in skeletal muscle Ca2+ homeostasis., Acta Physiologica Hungarica, 97, 139., 2010
Szentesi P., Szabó L., Vincze J., Csernoch L.: Detection of elementary calcium release events in skeletal muscle by stationary wavelet method., Journal of Muscle Researc and Cell Motility, in press, 2010
Fodor J., Oláh T., Ruzsnavszky O., Oddoux S., Szentesi P., Marty I., Csernoch L.: Role of Trisk 32, the 32 kDa triadin isoform, in the calcium homeostasis of skeletal muscle., Journal of Muscle Researc and Cell Motility, in press, 2010
Fuzi M., Palicz Z., Vincze J., Cseri J., Szombathy Z., Kovacs I., Olah A., Szentesi P., Kertai P., Paragh G., Csernoch L: Fluvastatin-induced alterations of skeletal muscle function in hypercholesterolaemic rats., Journal of Muscle Research and Cell Motility 32(6):391-401, 2011
Treves S, Thurnheer R, Mosca B, Vukcevic M, Bergamelli L, Voltan R, Oberhauser V, Ronjat M, Csernoch L, Szentesi P, Zorzato F.: SRP-35 a newly identified protein of the skeletal muscle sarcoplasmic reticulum is a retinol dehydrogenase., Biochemical Journal 441:731-741, 2011
Oláh T, Fodor J, Oddoux S, Ruzsnavszky O, Marty I, Csernoch L.: Trisk 32 regulates IP(3) receptors in rat skeletal myoblasts., Pflugers Archive 462(4):599-610., 2011
Oláh T, Fodor J, Ruzsnavszky O, Vincze J, Berbey C, Allard B, Csernoch L.: Overexpression of transient receptor potential canonical type 1 (TRPC1) alters both store operated calcium entry and depolarization-evoked calcium signals in C2C12 cells., Cell Calcium 49(6):415-425, 2011
Szentesi P., Lefebvre R., Bodnár D., Vincze J., Dienes B., Jacquemond V., Csernoch L.: Effects of phosphatidyl-inositol-phosphates (PtdInsP) on calcium release events in mammalian skeletal muscle fibres, European Biophysics Journal, 40, Suppl. 1. S71., 2011
Szentesi P., Vincze J., Bodnár D., Szabó L., Dienes B., Cserné-Szappanos H., Schneider M.F., Csernoch L.: Caffeine and depolarization alters the morphology of calcium spark in amphibian skeletal muscle., European Biophysics Journal, 40, Suppl. 1. S71., 2011
Jenes A., Ruzsnavszky F., Telek A., Szigeti G. P., Csernoch L.: A possible role of the cholinergic and purinergic receptor interaction in the regulation of the rat urinary bladder function, Journal of Muscle Research and Cell Motility 32(6):421-431, 2012
A. Jenes, D. Bodnár, O. Ruzsnavszky, N. Geyer, B. Dienes, A. Balogh, Z. Papp, P. Szentesi, L. Csernoch: Modified EC coupling in myostatin deficient (MSTN-/-) mice, Journal of Muscle Research and Cell Motility, 33:242-243, 2012
Gönczi M, Birinyi P, Balázs B, Szentandrássy N, Harmati G, Könczei Z, Csernoch L, Nánási PP.: Age-dependent changes in ion channel mRNA expression in canine cardiac tissues, General Physiology and Biophysics 31(2):153-162, 2012
Fodor J., Gonczi M., Sztretye M., Dienes B., Olah T., Szabo L., Csoma E., Szentesi P., Szigeti GP., Marty I., Csernoch L.: Altered expression of triadin 95 causes parallel changes in localized Ca2+ release events and global Ca2+ signals in skeletal muscle cells in culture., Journal of Physiology 586, 5803-5818, 2008




 

Events of the project

  
2010-09-21 12:40:57
Résztvevők változása
2008-10-10 07:21:07
Résztvevők változása



Back »