A 2007-ben befejeződött OTKA pályázatunk keretében megklónoztuk a 2P típusú TRESK valamint a feszültségfüggő Kv8.2, kálium csatorna alegységeket. A TRESK esetében tisztáztuk a csatorna különleges szabályozásának több részletét. A Kv8.2 esetében kimutattuk, hogy a szemben expresszálódik és modellkísérletek alapján valószínűsítettük a fiziológiás funkcióját. Jelen pályázatunk támogatásával ezt a munkát szeretnénk folytatni. A TRESK csatorna fiziológiás funkciója nem ismert. Natív TRESK áram méréséről (DRG neuronokban) eddig mindössze két közleményben számoltak be, ezzel szemben saját előzetes kvantitatív PCR eredményeink szerint a legnagyobb expressziós szint petesejtben mérhető. Szeretnénk a TRESK-et fehérje szinten is kimutatni, ehhez megkezdtük poliklonális ellenanyag gyártását, amit Western blot és immunhisztokémiai vizsgálatokban szeretnénk alkalmazni. Közölt, és további előzetes eredményeink szerint eredményeink szerint a csatorna intracelluláris részéhez több fehérje is kötődhet oly módon, hogy befolyásolja annak működését. Folytatni szeretnénk ezeket a vizsgálatokat, remélve, hogy e kölcsönhatások jobb megismerése közelebb vihet a csatorna funkciójának megértéséhez is. A szemben expresszálódó Kv8.2 genetikai hiánya egy 2006-os közlemény alapján a súlyos (szupernormális elektroretinogrammal) társuló retinadegenerácóhoz vezet. Olyan betegek és családtagjaik genotipizálását kezdtük meg, akik a karakterisztikus elekrofiziológiai eltéréseket és klinikai tüneteket mutatják. Tisztázni szeretnénk, vajon e klinikai kép egyértelműen és kizárólag a Kv8.2 teljes kiesésével hozható-e kapcsolatba, illetve, hogy a gén heterozigóta mutációjának van-e bármilyen következménye.
angol összefoglaló
Supported by our previous OTKA grant (2004-2007), we have cloned the 2P type TRESK and the voltage sensitive Kv8.2 potassium channel subunits. We have uncovered several aspects of the unique and complex regulation of TRESK. We have shown that the Kv8.2 channel is expressed in the retina, and based on model experiments, we proposed a physiological function for this subunit. In the frame of the recent OTKA application we plan to continue these studies. The physiological function of the TRESK channel is still unknown. While there are only two publications reporting about native TRESK current DRG neurons, our preliminary quantitative PCR results indicate that the channel is expressed much more abundantly in oocytes. We plan to detect the channel also at the protein level, therefore, we started to raise polyclonal antibodies, what we plan to use in Western blot and immunohistochemical studies. Our published and additional preliminary experiments indicate that different proteins can bind to the intracellular domains of the channel affecting its activity. We plan to go on with these studies hoping that deeper understanding of the nature of these interactions may also help to recognize the physiological function of the channel. A recent genetic report suggests that mutations of the Kv8.2 subunit result in special and serious retina degeneration, accompanied by supernormal electroretinogram. We started genotyping patients with characteristic electrophysiological signs and clinical symptoms to see whether the disease can be associated only with complete deficiency of Kv8.2, and whether there are consequences of the heterozygous mutations.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
Az OTKA által támogatott vizsgálataink keretében a K2P típusú TRESK kálium csatorna szabályozásának számos elemét tisztáztuk. Kimutattuk, hogy a csatorna nyugalmi szintű alacsony aktivitásáért felelős kinázok az intracelluláris hurok két régiójában is foszforilálják a csatornát. Szemben az aktiválódással, mely egy foszfatáznak, a kalcineurinnak a működéséhez kötött, a konstitutív jellegű foszforilációért különböző kinázok (a protein kináz A, ill. a MARK kinázok) felelősek. A szabályozást további intracelluláris fehérjékkel való interakció is befolyásolja. Eredményeink szerint a TRESK szabályozását modulálja az állványfehérje funkciójú 14-3-3 család több tagja is. E hatás összetett, közvetlen kapcsolat/kötődés eredményeképpen gátlódik a csatornaműködés, míg a 14-3-3 közvetve a MARK kináz aktivitását gátolva is befolyásolja a TRESK működését. A TRESK szabályozására, illetve fiziológiás funkciójára irányuló további vizsgálatainkhoz alkalmazni tudjuk a TALEN módszerrel létrehozott TRESK knock out állatmodellt.
kutatási eredmények (angolul)
In the frame of the present project we have elucidated several new elements of the regulation of the K2P type potassium channel, TRESK. We have shown that the kinases which are responsible for the low basal activity of TRESK phosphorylate two regions of the intracellular loop. In contrast to the activation which is mediated by a single calcium activated phosphatase, calcineurin, the constitutive phosphorylation is performed by different kinases (protein kinase A and the MARK kinases). The regulation is also affected by interaction with other intracellular proteins. According to our results the regulation of TRESK is modulated by different isoforms of the14-3-3 adaptor protein family. This effect is complex; direct interaction/binding of 14-3-3 to TRESK elicits additional inhibition of the channel activity while 14-3-3 acts also indirectly, via modulation of the regulatory MARK kinases.
Taking advantage of the recently invented TALEN protocol, we have generated a TRESK knock out animal model which will support our further studies on the regulation and physiological function of the channel.
Czirják G., Vuity D. és Enyedi P.: Phosphorylation-dependent Binding of 14-3-3 Proteins Controls TRESK Regulation., The Journal of Biological Chemistry Vol. 283, No. 23, pp. 15672–15680., 2008
Czirják G. és Enyedi P.: TRESK background K(+) channel is inhibited by phosphorylation via two distinct pathways., J Biol Chem. 2010 May 7;285(19):14549-57., 2010
Enyedi P. és Czirják G.: Molecular background of leak K+ currents: two-pore domain potassium channels., Physiol Rev. 2010 Apr;90(2):559-605., 2010
Wissinger B, Schaich S, Baumann B, Bonin M, Jägle H, Friedburg C, Varsányi B, Hoyng CB, Dollfus H, Heckenlively JR, Rosenberg T, Rudolph G, Kellner U, Salati R, Plomp A, De Baere E, Andrassi-Darida M, Sauer A, Wolf C, Zobor D, Bernd A, Leroy BP, Enyedi P, Cremers FP, Lorenz B, Zrenner E, Kohl S.: Large deletions of the KCNV2 gene are common in patients with cone dystrophy with supernormal rod response., Human Mutation, 2011
