Forschungszentrum Jülich

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PD Dr. Stephan Frings
Institut für Biologische
   Informationsverarbeitung I
Forschungszentrum Jülich
52428 Jülich
Germany
 
Tel.: (49)-2461-61-4658
Fax.: (49)-2461-61-4216
e-mail: s.frings@fz-juelich.de

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Riechzelle
Olfactory sensory neuron

Arbeitsgruppe Stephan Frings    "Signalverarbeitung in Sinneszellen"

Eine Doktorandenstelle ab November 2000 für 3 Jahre  (BATIIa/2)
Thema: Regulation des Rezeptorstroms in Riechzellen.
Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Schwerpunktprogramms "Molekulare Sinnesphysiologie"
 
Bei Stimulation mit Duftstoffen reagieren Riechzellen mit einem Rezeptorstrom, der zur elektrischen Erregung der Zellen führt. Das Ausgangssignal der Zellen, eine Reihe von Aktionspotentialen, wird als Riechinformation zum Gehirn geleitet (Infos zur Funktion von Riechzellen im Vorlesungsskript).

Eine besonders interessante Beobachtung ist, dass er Rezeptorstrom durch zwei unterschiedliche Arten von Ionenkanälen fließt: cAMP-gesteuerte Kationenkanäle und Ca2+-gesteuerte Chloridkanäle. Um zu verstehen, wie der Rezeptorstrom reguliert wird, müssen die molekularen Eigenschaften dieser beiden Kanaltypen genau untersucht werden. Wir haben in den vergangenen Jahren vor allem an den cAMP-gesteuerten Kationenkanälen gearbeitet (siehe Zitate unten). Jetzt gilt es, die Ca2+-gesteuerten Chloridkanäle zu erforschen, ihre Molekularstruktur aufzuklären, ihre Regulation in der Zelle und ihren Beitrag zum Rezeptorstrom zu verstehen.
 
Um die Funktion der Chloridkanäle zur untersuchen, werden im Rahmen der geplanten Doktorarbeit unterschiedliche Methoden eingesetzt:
  • Mit der Patch-Clamp Technik werden die Kanäle in Riechzellen elektrophysiologisch untersucht.
  • Mit molekularbiologischen Methoden sollen die Kanalgene kloniert werden.
  • Immunochemische Versuche sollen zur Aufklärung von Wechselwirkungen zwischen Kanälen und anderen Proteinen führen.
  • Durch Zwei-Photonen-Imaging von intrazellulären Ionenkonzentrationen (Ca2+ und Cl- sollen Kanalaktivierung durch Ca2+ und Chloridhaushalt der Riechzellen untersucht werden.
Diese Vielfalt von Methoden ist notwendig, um die dringensten Fragen in diesem Projekt zu bearbeiten. Wir suchen deshalb eine(n) Dipl.-Biol., Dipl.-Chem. oder Dipl.-Phys. mit Interesse an experimenteller Arbeit und Messtechnik. Wir bieten ein hervorragendes Arbeitsumfeld, Know-how in einem breiten Spektrum biologischer Methoden und damit die Chance, während der Promotionszeit eine Menge zu lernen. Die Promotion kann in den Fächern Zoologie oder Biochemie an der Uni Köln durchgeführt werden.
 
Literatur: Bitte fordern Sie Sonderdrucke an bei s.frings@fz-juelich.de
 
Frings, S., Reuter, D. und Kleene, S.J. (2000) Neuronal Ca2+-activated Cl- channels - homing in on an elusive channel species. Progress in Neurobiology 60: 247-289.
Dzeja, C., Hagen, V., Kaupp, U.B., und Frings, S. (1999) Ca2+ permeation in cyclic nucleotide-gated channels. EMBO Journal 18: 131-144.
Bönigk, W., Bradley, J., Müller, F., Sesti, F., Boekhoff, I., Ronnett, G.V., Kaupp, U.B., und Frings, S. (1999) The native rat olfactory cyclic nucleotide-gated channel is composed of three distinct subunits. Journal of Neuroscience 19: 5332-5347.
Reuter, D., Schröder, W.H., und Frings, S. (1998) A depolarizing chloride current contributes to chemoelectrical transduction in olfactory sensory neurons in situ. Journal of Neuroscience 18: 6623-6630.

The lab of Stephan Frings    "Signal processing in sensory neurons

One research position for a PhD student, starting November 2000, for 3 years  (BATIIa/2)
Topic: Regulation of the receptor current in olfactory sensory neurons
Supported by a grant of the Deutsche Forschungsgemeinschaft in the program "Molecular Sensory Physiology"
 
Upon stimulation with odorants, olfactory sensory neurons respond by generating a receptor current that leads to electrical excitation of the cell. The output signal of the sensory neurons is a train of action potentials that conveys to brain the olfactory information (please find some background information on olfactory neurons in my lecture scripts).
Interestingly, the receptor currrent is conducted by two distinct populations of ion channels: cAMP-gated cation channels and Ca2+-gated chloride channels. To understand the regulation of the receptor current, we have to investigate the molecular properties of these two types of ion channels. In the past years, we have concentrated on investigating the properties of the cAMP-gated cation channels (see quotes below). We now want to turn to the Ca2+-activated chloride channels, to analyze their molecular structure, their cellular regulation and their contribution to the odor-induced receptor current.
 
In the PhD project, we will apply a variety of methods to elucidate the function of the olfactory chloride channels:
  • Patch-clamp-recordings will be used for electrophysiological examinations of olfactory neurons.
  • Cloning techniques will be used to identify the channel gene(s).
  • Immunochemical methods will be employed to study the interaction of the channels with other proteins.
  • By means of two-photon-imaging of intracellular ion concenrations (Ca2+ and Cl-), we will study the activation of the channels by Ca2+ and the mechanisms of Cl- homeostasis in olfactory neurons.
This variety of methods is necessary to address the most urgent questions in this project. We are therefore looking for a student (biologist, chemist or physicist) with interest in experimental biology and measuring techniques. We offer a stimulating working environment with know-how in a wide spectrum of experimental methods, providing a chance to learn a lot during the PhD course. You can attain a doctorate in either zoology or biochemistry in the University of Cologne.
 
Literature: Please ask for reprints at: s.frings@fz-juelich.de
 
Frings, S., Reuter, D. and Kleene, S.J. (2000) Neuronal Ca2+-activated Cl- channels - homing in on an elusive channel species. Progress in Neurobiology 60: 247-289.
Dzeja, C., Hagen, V., Kaupp, U.B., and Frings, S. (1999) Ca2+ permeation in cyclic nucleotide-gated channels. EMBO Journal 18: 131-144.
Bönigk, W., Bradley, J., Müller, F., Sesti, F., Boekhoff, I., Ronnett, G.V., Kaupp, U.B., and Frings, S. (1999) The native rat olfactory cyclic nucleotide-gated channel is composed of three distinct subunits. Journal of Neuroscience 19: 5332-5347.
Reuter, D., Schröder, W.H., and Frings, S. (1998) A depolarizing chloride current contributes to chemoelectrical transduction in olfactory sensory neurons in situ. Journal of Neuroscience 18: 6623-6630.
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