Ученые обнаружили, что загадочное семейство белков является клеточными датчиками давления
Ученые из Scripps Research обнаружили, что загадочное семейство клеточных белков OSCA и TMEM63s представляет собой новый класс механочувствительных ионных каналов.
Механочувствительные ионные каналы преобразуют биологически значимые физические силы в биохимические сигналы. Например, реакция растения на такие факторы окружающей среды, как ветер, водные потоки или физические барьеры, зависит от механочувствительности. У млекопитающих чувство осязания, болевые ощущения и регуляция артериального давления осуществляются механочувствительными ионными каналами. Несмотря на их важность, о молекулах, выполняющих эти функции у растений и животных, известно очень мало.
Ученые также расшифровали атомную структуру одного из членов семейства белков OSCA. Этот прорыв позволит изучить, как работают эти ионные каналы. Такая информация может иметь решающее значение для понимания того, как нарушения в механочувствительности связаны с заболеваниями.
Первоначальную работу по открытию роли белков OSCA возглавила Света Мурти, Ph.D. В своем новом исследовании, опубликованном в eLife, Мурти и ее коллеги показывают, что каналы OSCA не только являются чувствительными к давлению ионными каналами, но и, по-видимому, сохранили свои «механочувствительные» свойства в ходе эволюции жизни.
Новые данные свидетельствуют о том, что способность этих ионных каналов чувствовать давление действительно «консервативна» среди различных типов каналов OSCA. Более того, хотя каналы OSCA присутствуют в растениях, их родственные белки у животных, TMEM63s, также являются механочувствительными.
Параллельное исследование, также опубликованное в eLife, возглавили Себастьян Хохоа Крус и Кей Саотоме, Ph.D. Работая с профессором Эндрю Уордом, Ph.D., исследователи использовали метод визуализации под названием крио-электронная микроскопия, чтобы изучить структурные детали члена семейства OSCA, называемого OSCA1.2.
Этот первый взгляд на структуру OSCA предполагает, что часть белка может располагаться достаточно близко к клеточной мембране, чтобы ощущать ее напряжение и передавать это напряжение остальной части ионного канала.
«Структурное сходство может предполагать, что эта белковая архитектура отвечает за большее количество биологических функций, чем считалось ранее», — отмечается в исследовании.
«Следующим шагом будет определение физиологической роли этих белков у растений и животных», — говорит Мурти.