Zellen beruhen auf Kalzium als Universalverkehrsmittel. Zum Beispiel kann ein plötzlicher Ansturm des Kalziums Nervenzellen starten, um Gedanken im Gehirn zu übermitteln oder eine Innerzelle zu veranlassen zu schlagen. Ein althergebrachtes Geheimnis ist gewesen, wie Zellen und Moleküle erreichen, auf die Vielzahl des Kalziumfluktuierens innerhalb der Zellen passend zu ermittlen und zu reagieren.
Berichtend im Punkt Am 27. Juni der Zelle, hat ein Team von biomedizinischen Ingenieuren an der Johns- HopkinsMedizinischen Fakultät entdeckt, wie der Kalziumfühler-Protein Calmodulin den lokalen Fluss des Kalziums, herein durch den nähsten Kanal sowie den globalen Kalziumfluß abmessen, der kann die vielen Kanäle über der gesamten Zelle einträgt.
„Es ist wie Sein an einer Cocktailparty, in der man die einfachste Person zu ist die am nächsten zu Ihnen hört, aber alle wir haben die Fähigkeit, ein Ohr für andere interessante Gespräche abzuhalten, die in dem Raum weitergehen,“ sagt David Yue, M.D., Ph.D., ein Professor der biomedizinischen Technik bei Hopkins. „Sie fällt aus, dass Calmodulin eine ähnliche Sache tut und das Kalzium ermittlt, das durch den nähsten Kanal durch ein Ohr kommt, während das andere Ohr zum Kalzium „hört“, das kommt durch entfernte Kanäle über der Zelle.“
Normalerweise wird Calmodulin nach rechts nahe jedem Kalziumkanal in Position gebracht. Vor Einigen Jahren, entdeckten Wissenschaftler, dass Calmodulin seinen sensorischen Fokus zwischen lokales Kalzium und globale das Kalzium irgendwie schalten kann, welche die Zelle durch Kanäle in einem Abstand einträgt.
Das Calmodulinprotein, erklärt Yue, wird gemacht von zwei Kugel ähnlichen Lappen, und es ist diese zwei Lappen, die auftreten als die verschiedenen Kalzium-ermittlenden „Ohren.“ Der C-Lappen hört lokal und der N-Lappen hört global, über der ganzen Zelle. Um herauszufinden wie die zwei Lappen des Calmodulins verschiedene Quellen des Kalziums ermittlen können, nahm das Team einen zweizackigen Anflug.
Zuerst verwendeten sie Computer, um mathematische Simulationen durchzuführen, die verschiedene mögliche Kalziumbefundvorrichtungen der Calmodulinlappen prüften. Andere haben gezeigt, dass der C-Lappen von Calmodulin auf Kalzium für eine lange Zeit hängt, während der N-Lappen schnell gehen lässt. Ihre Simulationen schlugen vor, dass diese geringfügigen Unterschiede möglicherweise bezüglich der Kalziumhaltezeit eine Rolle in der Fähigkeit des Calmodulins, die lokalen und globalen Kalziumstufen zu ermittlen spielten. „Sobald ein Einheimischkalziumion an dem C-Lappen festhält, lässt es selten gehen und also herrscht das lokale Kalzium vor,“ sagt Yue.