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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
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Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
ACCOPPIAMENTO ECCITAZIONE-CONTRAZIONE; RETICOLO SARCOPLASMATICO; RECETTORE DELLA RIANODINA; RECETTORE DIIDROPIRIDINE; MUSCOLO SCHELETRICO; CANALI CALCIO

Caratterizzazione biochimica e funzionale del muscolo scheletrico di topi "knock-out" JP45

Università degli Studi di Ferrara
Abstract
Il muscolo scheletrico rappresenta circa il 50% della massa corporea e gioca un ruolo importante in molte funzioni vitali. Il meccanismo di accoppiamento eccitazione-contrazione è alla base della contrazione muscolare, e consiste nella traduzione del segnale tra la placca neuromuscolare e l'apparato contrattile. La comprensione delle basi molecolari dell'accoppiamento eccitazione-contrazione e' importante non solo per fisiologia molecolare del muscolo scheletrico, ma ha anche importanti implicazioni per comprendere il mantenimento della funzione dei muscoli scheletrici in condizioni normali e patologiche. Alterazioni del meccanismo di accoppiamento eccitazione contrazione è, infatti, alla base di alcune patologie neuromuscolari come l'ipertermia maligna e il central core disease. Central core disease è una malattia caratterizzata da debolezza muscolare, ritardo nello sviluppo motorio e atrofia. Per definire l'eziologia di queste patologie neuromuscolari e di altri disordini che colpiscono i muscoli scheletrici, quale l'atrofia muscolare associata all'invecchiamento, è importante approfondire la conoscenza delle basi molecolari dell'accoppiamento eccitazione-contrazione. JP45 è una proteina nuova delle membrane del reticolo sarcoplasmatico del muscolo scheletrico. JP45 diminuisce durante l'invecchiamento, interagisce con il canale del calcio voltaggio dipendente di tipo L un componente fondamentale del meccanismo di eccitazione-contrazione. E' quindi plausibile che >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Francesco ZORZATO Università degli Studi di FERRARA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Lo scopo di questo progetto di ricerca e' quello di comprendere il meccanismo dell'accoppiamento eccitazione-contrazione del muscolo scheletrico in condizioni normali e patologiche. In particolare questo progetto verte sulla definizione del ruolo funzionale di JP45, una proteina nuova del reticolo sarcoplasmatico giunzionale che interagisce con il recettore delle diidropiridine (DHPR). Il progetto di ricerca e' articolato in due obiettivi: A) Caratterizzazione delle proprietà funzionali e strutturali del muscolo scheletrico depletato di JP45; B) Determinazione della rilevanza funzionale dell'interazione tra la JP45 e il DHPR

I risultati attesi sono rilevanti non solo per comprendere la fisiologia molecolare dell'accoppiamento eccitazione-contrazione, ma anche per individuare molecole nuove che potrebbero essere coinvolte nella patogenesi di malattie neuromuscolari. La strategia sperimentale è basata sull'utilizzazione di tecniche di i) biochimica classica, ii) biologia molecolare e cellulare, iii) videomicroscopia e spettrofluorimetria, e iv) su tecnologie innovative che permettono la deplezione acuta e cronica della proteina JP45 in cellule muscolari di topo. Il progetto di ricerca si basa su approcci sperimentali diversi e complementari e sull'utilizzazione di tecniche tecnologicamente all'avanguardia come la ricombinazione omologa per sviluppare un modello di topo "knock out" JP45.

Obiettivo A: analisi delle propriet >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Lo ione calcio gioca un ruolo chiave nella contrazione dei muscoli striati, ed in numerose risposte cellulari in tessuti non-eccitabili (2,4,5,15,22,36,38,40,47,10). Nelle fibre muscolari il movimento dello ione calcio dipende da interazioni complesse e dinamiche tra diversi comparti di membrana che accumulano e rilasciano calcio (2,16,18,11).

Basi strutturali dell'accoppiamento eccitazione-contrazione

In condizioni di riposo la concentrazione intracellulare del calcio nel muscolo scheletrico è di 50-100 nM. La depolarizzazione del sarcolemma induce un aumento di circa 10-50 volte della concentrazione intracellulare del calcio (47). L'aumento della concentrazione del calcio è dovuta al rilascio di calcio dalle cisterne terminali del reticolo sarcoplasmatico attraverso un canale del calcio (recettore della rianodina, RYR) (19,28). Il meccanismo eccitazione-contrazione consiste nella conversione del segnale elettrico, depolarizzazione del sarcolemma, in un segnale chimico, aumento transitorio della concentrazione mioplasmica dello ione calcio (47). Il sito anatomico dell'accoppiamento eccitazione-contrazione e' la triade, una sinapsi intracellulare formata dalla associazione di due comparti di membrana: il sistema dei tubuli trasversi e le cisterne terminali del reticolo sarcoplasmatico (11, 16, 18). Il sistema dei tubuli trasversi deriva da invaginazioni del sarcolemma che penetrano all'interno della fibra muscolare il cui lume comunica con lo >>>