Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • CHEMISTRY; METALLURGY
    • BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
      • MICRO-ORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF (biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing micro-organisms, viruses, microbial fungi, enzymes, fermentates or substances produced by or extracted from micro-organisms or animal material A01N63/00; food compositions A21, A23; medicinal preparations A61K; chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings, absorbent pads or surgical articles A61L; fertilisers C05); PROPAGATING, PRESERVING OR MAINTAINING MICRO-ORGANISMS (preservation of living parts of humans or animals A01N1/02); MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA (micro-biological testing media C12Q)
  • ELECTRICITY
    • ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
      • MULTIPLEX COMMUNICATION (transmission in general H04B; peculiar to transmission of digital information H04L5/00; systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal H04N7/08; in exchanges H04Q11/00; stereophonic systems H04S)
  • HUMAN NECESSITIES
Classificazione geografica
Bibliografia
- Arcangeli A, Guasti L, Cilia E, Crociani O, Hofmann G, Polvani S, Becchetti A, Wanke E, Tempia F. (2005) Expression pattern of ERG family proteins in the adult mouse central nervous system: evidence for coassembly of different subunits. J. Comp. Neurol. (in the press).
- Baldelli P, Novara M, Carabelli V, Hernández-Guijo J.M, Carbone E (2002) BDNF up-regulates evoked GABAergic transmission in developing hippocampal neurons by potentiating presynaptic N- and P/Q-type Ca2+ channels signaling. Eur J Neurosci 16: 2297-2310.
- Baldelli P, Hernandez-Guijo J-M, Carabelli V, Carbone E (2005) Brain-derived neurotrophic factor enhances GABA release probability and nonuniform distribution of N- and P/Q-type channels on release sites of hippocampal inhibitory synapses. J Neurosci 25: 3358-3368.
- Baulac S, Gourfinkel I, Nabbout R, Huberfeld G, Serratosa J, Leguern E, Baulac M. 2004. Lancet Neurology 3: 421-430.
- Beurrier C, Bioulac B, Audin J, Hammond C. (2001) High frequency stimulation produces a transient blockade of voltage gated currents in subthalamic neurons. J. Neurophysiol. 85: 1351-1356.
- Brunt E.R.P., & van Weerden T.W. (1990) Familial paroxysmal kinesigenic ataxia and continuous myokymia. Brain 113: 1361-1382.
- Caldwell JH, Schaller KL, Lasher RS, Peles E, Levinson SR (2000). Sodium channel Nav1.6 is localized at nodes of Ranvier, dendrites, and synapses. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 5616-5620.
- Cassulini R, Korolkova YV, Diochot S, Gurrola G, Guasti L, Possani LD, Lazdunski M, Grishin EV, Arcangeli A, Wanke E. (2005) Walking around the ether-à-go-go-related-Gene Subfamily K+ Channels: Species Diversity and Peptide Toxins Blocking Selectivity. (submitted)
- Chiesa N, Rosati B, Arcangeli A, Olivotto M, Wanke E (1997) A novel role for ERG K+ channels: spike frequency adaptation. J. Physiol. 501: 313-318.
- Cowan M, Sudhof TC, Stevens C(2001) Synapses. The Johns Hopkins University press, Baltimore, U.S.A.
- D'Adamo MC, Imbirici P, Pessia M (2002) Episodic Ataxias as Ion Channel Diseases. The Cerebellum and its Disorders. Edited by M. Manto & M. Pandolfo. Cambridge University Press, 562-572.
- D'Adamo MC, Liu Z, Adelman JP, Maylie J, Pessia M (1998) Episodic Ataxia Type-1 Mutations in the hKv1.1 Cytoplasmic Pore Region Alter the Gating Properties of the Channel. EMBO J. 17: 1200-1207.
- Dittman JS, Regher WG (1998) Calcium dependence and recovery kinetics of presynaptic depression at the climbing fiber toPurkinje cell synapse. J Neurosci 18: 6147-6162.
- Do MT, Bean BP (2003) Subthreshold sodium currents and pacemaking of subthalamic neurons mudulation by slow inactivation. Neuron 39: 109-120.
- Do MT, Bean BP (2004) Sodium currents in subthalamic nucleus neurons from Nav1.6-null mice. J. Neurophysiol. 92: 726-733.
- Gurrola GB, Rosati B, Rocchetti M, Pimienta G, Zaza A, Arcangeli A, Olivotto M, Possani LD, Wanke E (1999) A Toxin to Nervous, Cardiac, and Endocrine ERG K+ Channels Isolated from Centruroides noxius Scorpion Venom. FASEB J. 13: 953-962.
- Fletcher CF, Tottene A, Lennon VA, Wilson SM, Dubel SJ, Paylor R, Hosford DA, Tessarollo L, McEnery MW, Pietrobon D, Copeland NG, Jenkins NA (2001) Dystonia and cerebellar atrophy in Cacna1a null mice lacking P/Q calcium channel activity. FASEB J 15: 1288-1290
- Hille B (2001) Ion channels of excitable membranes. 3rd Edition. Sinauer Associates, Inc. Sunderland, MA, U.S.A.
- Jentsch TJ, Hubner CA, Fuhrmann JC. (2004) Ion channels: function unravelled by dysfunction. Nat Cell Biol 6: 1039-1047.
- Jun K, Piedras-Renteria ES, Smith SM, Wheeler DB, Lee SB, Lee TG, Chin H, Adams ME, Scheller RH, Tsien RW, H-S Shin (1999) Ablation of P/Q-type Ca2+ channel currents, altered synaptic transmission, and progressive ataxia in mice lacking the a1A-subunit. P.N.A.S. (U.S.A.). 96: 15245-15250.
- Korolkova Y, Kozlov S, Lipkin A, Pluzhnikov K, Hadley J, Filippov A, Brown D, Angelo K, Strobaek D, Jespersen T, Olesen SP, Jensen B, Grishin E (2001) An ERG channel inhibitor from the scorpion Buthus eupeus. J. Biol. Chem. 276: 9868-9876.
- Krack P, Pollak P, Limousin P, Hofmann D, Xie J, Benazzouz A, Benabid AL. (1998). Subthalamic nucleus or internal pallidal stimulation in joung onset Parkinson’s disease. Brain 121: 451-457.
- Kullmann DM 2002. The neuronal channelopathies. Brain 125: 1177-1195.
- Lecchi M, et al., Wanke E. (2002) Isolation of a Long-lasting ERG-type K+ Current in MMQ Lactotrophs and its Accomodating Role During Slow Firing and Prolactin Release. J. Neurosci. 22: 3414-3425
- Litt M, Kramer P, Browne D, Gancher S, Brunt ERP, Root D, Phromchotikul T, Dubay CJ, Nutt J (1994) A gene for episodic Ataxia/Myokymia maps to chromosome 12p13. Am. J. Hum. Genet. 55: 702-709.
- Pietrobon D (2005) Migraine: new molecular mechanisms. The Neuroscientist In press.
- Pietrobon D, Striessnig J (2003) Neurobiology of migraine. Nat Rev Neurosci 4: 386-398.
- Raman, IM, Bean, BP (1997) Resurgent sodium current and action potential formation in dissociated cerebellar Purkinje neurons. J. Neurosci. 17: 4517-4526.
- Reid CA, Bekkers JM, Clements JD (2003) Presynaptic Ca2+ channels: a functional patchwork. Trends Neurosci 26: 683-687.
- Sacco T, Bruno A, Wanke E, Tempia F (2003) Functional roles of an ERG current isolated in cerebellar Purkinje neurons. J Neurophysiol. 90: 1817-28.
- Saganich MJ, Machado E, Rudy B. (2001) Differential expression of genes encoding subthreshold-operating voltage-gated K+ channels in brain. J Neurosci 21: 4609-4624.
- Sanguinetti, MC, Jurkiewicz, NK (1990) Two components of cardiac delayed rectifier K+ current. J. Gen. Physiol. 96: 195-215.
- Schneggenburger R, Meyer AC, Neher E (1999) Released fraction and total size of a pool of immediately available transmitter quanta at a calyx synapse. Neuron 23: 399-409.
- Schönherr R, Rosati B, Hehl S, Rao VG, Arcangeli A, Olivotto M, Heinemann SH, Wanke E (1999) Functional role of the slow activation property of ERG K+ channels. Eur. J. Neurosci. 11: 753-760.
- Smart SL, Lopantsev V, Zhang CL, Robbins CA Wang H, Chiu SY, Schwartzkroin PA, Messing A, Tempel BL (1998) Deletion of the Kv1.1 potassium channel causes epilepsy in mice. Neuron 20: 809-819.
- Tottene A, Pivotto F, Fellin T, Cesetti T, van den Maagdenberg AMJM, Pietrobon D (2005) Specific kinetic alterations of human CaV2.1 calcium channels produced by mutation S218L causing familial hemiplegic migraine and delayed cerebral edema and coma after minor head trauma. J Biol Chem Mar 2 (Epub ahead of print).
- Tottene A, Fellin T, Pagnutti S, Luvisetto S, Striessnig J, Fletcher C, Pietrobon D (2002) Familial hemiplegic migraine mutations increase Ca2+ influx through single human CaV2.1 channels and decrease maximal CaV2.1 current density in neurons. PNAS 99: 13284-13289.
- Van den Maagdenberg AMJM, Pietrobon D, Pizzorusso T, Kaja S, Broos LAM, Cesetti T, van de Ven RCG, Tottene A, van der Kaa J, Plomp JJ, Frants RR, Ferrari MD (2004) A Cacna1a knockin migraine mouse model with increased susceptibility to cortical spreading depression. Neuron 41: 701-710.
- Wilson RI, Kunos G, Nicoll RA (2001) Presynaptic specificity of endocannabinoid signaling in the hippocampus. Neuron 31: 453-462.
- Zerr P, Adelman JP, Maylie J (1998) Episodic ataxia mutations in Kv1.1 alter potassium channel function by dominant negative effects or Haploinsufficiency. J. Neurosci. 18: 2842-2848.
- Zhuchenko O, Bailey J, Bonnen P, Ashizawa T, Stockton DW, Amos C, Dobyns WB, Subramony SH, Zoghbi HY, Lee C (1997) Autosomal dominant cerebellar ataxia (SCA6) associated with small polyglutamine expansions in the a1A-voltage-dependent calcium channel. Nature Genet 15: 62-69.
- Zuberi SM, Eunson LH, Spauschus A, De Silva R, Tolmie J, Wood NW, McWilliam RC, Stephenson JP, Kullmann DM, Hanna MG (1999) A novel mutation in the human voltage-gated potassium channel gene (Kv1.1) associates with episodic ataxia type 1 and sometimes with partial epilepsy. Brain 122: 817-825.
Parole Chiave
CANALI DEL CALCIO; CANALI DEL POTASSIO; CANALOPATIE; ELETTROFISIOLOGIA; NEURONI CENTRALI; TRASMISSIONE SINAPTICA; ATASSIA; EMICRANIA; MATRICE MULTIELETTRODO

Canali del sodio, calcio e potassio neuronali: ruolo fisiologico e canalopatie

Università degli Studi di Torino
Abstract
I canali ionici voltaggio-dipendenti sono proteine integrali di membrana attivate dal potenziale che si sono selezionate durante l'evoluzione per consentire il passaggio di ioni quali Na, K, Ca e Cl, fra l'esterno e l'interno della cellula. Tutti gli animali, e naturalmente l'uomo, utilizzano nei vari tessuti la capacità dei canali ionici di condurre ioni attraverso la membrana in entrambe le direzioni e quindi di generare potenziali d'azione capaci di sostenere l'eccitabilità cellulare, controllando processi cruciali per la vita, quali la trasmissione nervosa, la trasduzione sensoriale, la contrazione muscolare, la plasticità sinaptica e i processi di apprendimento e memoria. Il controllo di queste funzioni fisiologiche richiede normalmente un numero assai limitato di canali ionici, che è di molto inferiore al numero di geni che il nostro genoma possiede (più di 60 geni per i canali del K, 10 per i canali del Ca e 9 per i canali del Na). Capire il ruolo e la funzione di ciascuno di essi è stata, e rimane, la "grande sfida" dei neuroscienziati interessati a questo tipo di problematica.

Oltre a ciò, esiste un ulteriore ordine di complessità legata al fatto che: 1) il funzionamento delle strutture proteiche che formano il poro è spesso associato ad altre strutture proteiche (subunità accessorie) che regolano il grado di espressione e di funzionalità del canale, 2) alcuni secondi messaggeri attivati da specifici recettori di membrana sono in grado di interagire >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Emilio CARBONE Università degli Studi di TORINO
Obiettivo del Programma di Ricerca
Come già detto nell'Abstract, il progetto nazionale che viene proposto per il biennio 2005-2007 è il naturale proseguimento di quello già proposto e finanziato per il periodo 1997-2005 con un sostanziale ridimensionamento delle Unità partecipanti (da 9 a 5) ed una maggiore focalizzazione dell'obiettivo sul ruolo funzionale dei canali neuronali voltaggio-dipendenti del Na, Ca e K e sulle principali canalopatie ad essi associati. Un tale ridimensionamento, ha il duplice scopo di centrare la problematica dei canali ionici su un solo tipo di organo (il sistema nervoso centrale) e di poter permettere un più proficuo scambio di conoscenze su diversi preparati neuronali (neuroni in coltura, preparati monosinaptici e autaptici, reti neuronali e fettine di cervello) e sulle più moderne metodologie attualmente utilizzate per la registrazione di segnali elettrici. Quindi l'elemento unificante di questo progetto è proprio la possibilità per le varie Unità di collaborare proficuamente mettendo in comune le proprie esperienze sperimentali sui vari preparati neuronali e su alcune complesse metodologie che non potrebbero essere assolutamente sviluppate in un unico laboratorio di ricerca di dimensioni Universitarie e che sono indispensabili per ottenere informazioni complete sul ruolo dei canali e le cause delle canalopatie a vari livelli di complessità neuronale (singolo neurone, reti neuronali, cervello intero).

Per dare un'idea delle molte problematiche che verranno >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
I canali ionici sono strutture proteiche centrali per il funzionamento del sistema nervoso e ne condizionano fortemente lo sviluppo, la maturazione e l'insorgere di patologie. Nell'ultimo ventennio abbiamo assistito ad un continuo fiorire di lavori mirati all'identificazione molecolare e funzionale delle varie classi di canali del Na, Ca e K, tanto che al momento si conoscono un numero elevatissimo di canali del K (più di 60), 10 tipi di canali del Ca e 9 tipi di canali del Na, con specifiche peculiarità molecolari e funzionali (Hille, 2001).
Molte funzioni sono note ma molte restano da chiarire, come per esempio: 1) le basi molecolari del gating dei canali del Na, Ca e K, 2) il ruolo dei diversi sottotipi di canali del Na che supportano il firing di neuroni centrali, 3) la distribuzione ed il ruolo dei diversi tipi di canali del Ca presinaptici responsabili della deplezione e del ripristino delle vescicole secretorie, 4) il ruolo dei diversissimi tipi di canali del K che determinano la fase di ripolarizzazione dei potenziali d'azione e la loro frequenza di firing. Questi sono solo pochissimi dei tanti problemi ancora insoluti, relativi al ruolo dei canali ionici voltaggio-dipendenti. Su tutto questo si è aperto recentemente un ulteriore vastissimo capitolo di interesse clinico che riguarda un numero crescente di patologie strettamente associate a mutazioni strutturali dei canali (le canalopatie) che sono identificate e classificate in base al tipo di canale mutato e >>>