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In der Übersicht
Körperliche Aktivität und eine angemessene tägliche mechanische Belastung sind entscheidend für gute körperliche Gesundheit. Die zellulären und molekularen Mechanismen der Kraftwahrnehmung sind jedoch heute nicht gut verstanden. Da die Öffnungseigenschaften von mechanosensitiven Ionenkanälen (MSC) von mechanischer Kraft abhängen, wurden MSCs als zelluläre Kraftsensoren vorgeschlagen. Interessanterweise legen frühere Studien nahe, dass einige Ionenkanäle auch von der Schwerkraft abhängig sein könnten, obwohl die Schwerkraft auf zellulärer Ebene eine sehr kleine physikalische Kraft ist. Daher könnten MSCs Schlüsselrollen bei verschiedenen Symptomen spielen, die bei Personen mit unzureichender täglicher physikalischer Stimulation auftreten, wie zum Beispiel Astronauten im Orbit, bettlägerigen Patienten und älteren Menschen. Bislang konnte jedoch keine spezifische schwerkraftabhängige Ionenkanäle nachgewiesen werden.
Um die Grundlage dieses Phänomens zu klären und neues Licht auf die Mechanosensitivität von Ionenkanälen zu werfen, haben wir untersucht, ob PIEZO1 schwerkraftabhängig ist. Der nicht-selektive Kationenkanal PIEZO1 ist ein gut beschriebener MSC und stellt einen interessanten ersten Kandidaten dar. Für diese Studie wurde eine massgeschneiderte Version einer sogenannten Two-Electrode Voltage Clamp (TEVC) entwickelt, die es uns ermöglichte, elektrophysiologische Experimente an Froscheiern in Schwerelosigkeit durchzuführen. Die TEVC ist ein bekanntes Gerät für Aufzeichnungen, welche im Gegensatz zu konventionellen Patch-Clamping-Methoden die Membran nicht lokal belastet.