Oxidativer Stress als Signal für Replikation und enzymatische Ausstattung von Mitochondrien in Herz- und Gefäßmuskelzellen: Rolle des mitochondrialen Transkriptorfaktors A (Tfam)

• Antragsteller: Dr. Heiko Noack
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5469219

Bei erhöhter Kontraktionsbelastung sind im Herz- und Skelettmuskelgewebe mitochondriale Adaptationsprozesse nachgewiesen worden, die in einer verbesserten Ausstattung sowie in einer vermehrten Anzahl der Mitochondrien pro Zelle bestehen. In den letzten Jahren sind Transkriptionsfaktoren beschrieben worden, die die dazu notwendige koordinierte Expression von kernkodierten und mitochondrial kodierten Proteinen bewirken. Die nuclear respiratory factors 1 und 2 bewirken eine vermehrte Expression kernkodierter mitochondrialer Proteine wie auch des mitochondrialen Transkriptionsfaktors A (Tfam), der nach Import in die Mitochondrien zu vermehrter Transkriptions-und Replikationsaktivität am mitochondrialen Genom führt. Die Signalkette zur Auslösung einer derartigen koordinierten Expression von mitochondrialen Proteinen ist unbekannt. Das Projekt verfolgt die Hypothese, daß die Bildung geringer Mengen reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) einen ursächlichen Faktor für die Auslösung einer vermehrten Mitochondrienreplikation darstellt. Folgende Signalkette wird postuliert: erhöhte Level an ROS aktivieren und induzieren NRF1, NRF1 transloziert in den Kern und aktiviert die Expression von Tfam, Tfam gelangt in die Mitochondrien und löst dort eine vermehrte Mitochondrienreplikation aus. Diese postulierten Zusammenhänge sollen an Zellinien des Herzmuskels (H99), der Myoblasten (C2C12) und der glatten Muskulatur (A10) untersucht werden, die einem definierten, "milden" Oxidativen Stress ausgesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 466: Zellulärer Signaltransfer in physiologischen Grenzbereichen