Hoffmann, Sarah

Functional characterization of two novel pannexin1 proteins expressed in the zebrafish central nervous system

In dieser These führte die Suche nach Proteinen, die am Feedback-Mechanismus zwischen Horizontalzellen und Zapfen in der Retina des Zebrafischs beteiligt sind, zur Identifizierung von zwei Kandidatengenen. Sowohl zfPanx1 als auch zfPanx1-similar wird im ZNS inklusive der Retina exprimiert. Die Lokalisation von zfPanx1 an der Spitze von Horizontalzelldendriten in der Zapfensynapse suggeriert eine Funktion von zfPanx1 im genannten Feedback-Signalweg. zfPanx1 und zfPanx1-similar sind Glykoproteine und aktive Membrankanäle, welche vom intrazellulären Ca²⁺, pH und ATP moduliert werden. Struktur-Funktionsanalysen deckten kritische Rollen von Cysteinen in den Transmembranregionen auf. Neben vielen Gemeinsamkeiten zeigten elektrophysiologische Ableitungen unterschiedliche biophysikalische Eigenschaften. Diese These liefert einen signifikanten Beitrag zum Verständnis der Rolle von Panx1 unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen mit einem besonderen Fokus auf die Retina.

In this thesis, the search for candidate proteins contributing to the feedback mechanism between horizontal cells and cones in the zebrafish retina revealed that the zebrafish genome encodes for two pannexin 1 proteins, zfPanx1 and zfPanx1-similar. Both are expressed in the CNS including the retina, where zfPanx1 is located at the tip of horizontal cell dendrites in the cone synaptic complex, suggesting a role of zfPanx1 in the stated feedback pathway. zfPanx1 and zfPanx1-similar are glycoproteins, forming active membrane channels that can be modulated by intracellular Ca²⁺, pH and ATP. Structure-function analyses revealed critical roles of transmembrane cysteine residues. Despite several similarities, electrophysiological recordings showed distinct biophysical channel properties. This thesis provides a significant contribution to the better understanding of the role of Panx1 under physiological and pathophysiological conditions, with a particular focus on the retina.