Ca2+-induced Ca2+ Release in Chromaffin Cells Seen from inside the ER with Targeted Aequorin (original) (raw)
Article| January 25 1999
*Instituto de Biología y Genética Molecular, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Fisiología, Facultad de Medicina, Universidad de Valladolid y Consejo Superior de Investigaciones Científicas, E-47005 Valladolid, Spain; and ‡Instituto de Farmacología Teófilo Hernando, Departamento de Farmacología y Terapéutica, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de Madrid, E-28029 Madrid, Spain
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Maria Teresa Alonso, Maria José Barrero, Pedro Michelena, Estela Carnicero, Inmaculada Cuchillo, Antonio G. García, Javier García-Sancho, Mayte Montero, Javier Alvarez
*Instituto de Biología y Genética Molecular, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Fisiología, Facultad de Medicina, Universidad de Valladolid y Consejo Superior de Investigaciones Científicas, E-47005 Valladolid, Spain; and ‡Instituto de Farmacología Teófilo Hernando, Departamento de Farmacología y Terapéutica, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de Madrid, E-28029 Madrid, Spain
Address correspondence to J. Alvarez, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Fisiología, Facultad de Medicina, Ramón y Cajal 7, E-47005 Valladolid, Spain. Tel: (34) 983-423085. Fax: (34) 983-423588. E-mail: [email protected]
M.J. Barrero was supported by a predoctoral fellowship from the University of Valladolid and I. Cuchillo is a fellow from the Fundación Teófilo Hernando. Financial support from Fondo de Investigaciones Sanitarias to J. Alvarez (96/0456) and to M.T. Alonso (96/1443), Junta de Castilla y León to J. García-Sancho (VA 87/96), Dirección General de Enseñanza Superior (PB97/0474) to J. García-Sancho and Dirección General de Investigación Científica y Técnica (PB94/0150) to A.G. García is gratefully acknowledged.
M.T. Alonso and M.J. Barrero contributed equally to this work.
Received: September 14 1998
Revision Received: December 04 1998
Online ISSN: 1540-8140
Print ISSN: 0021-9525
J Cell Biol (1999) 144 (2): 241–254.
Received:
September 14 1998
Revision Received:
December 04 1998
The presence and physiological role of Ca2+-induced Ca2+ release (CICR) in nonmuscle excitable cells has been investigated only indirectly through measurements of cytosolic [Ca2+] ([Ca2+]c). Using targeted aequorin, we have directly monitored [Ca2+] changes inside the ER ([Ca2+]ER) in bovine adrenal chromaffin cells. Ca2+ entry induced by cell depolarization triggered a transient Ca2+ release from the ER that was highly dependent on [Ca2+]ER and sensitized by low concentrations of caffeine. Caffeine-induced Ca2+ release was quantal in nature due to modulation by [Ca2+]ER. Whereas caffeine released essentially all the Ca2+ from the ER, inositol 1,4,5-trisphosphate (InsP3)- producing agonists released only 60–80%. Both InsP3 and caffeine emptied completely the ER in digitonin-permeabilized cells whereas cyclic ADP-ribose had no effect. Ryanodine induced permanent emptying of the Ca2+ stores in a use-dependent manner after activation by caffeine. Fast confocal [Ca2+]c measurements showed that the wave of [Ca2+]c induced by 100-ms depolarizing pulses in voltage-clamped cells was delayed and reduced in intensity in ryanodine-treated cells. Our results indicate that the ER of chromaffin cells behaves mostly as a single homogeneous thapsigargin-sensitive Ca2+ pool that can release Ca2+ both via InsP3 receptors or CICR.
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