Изображения, полученные с помощью электронного микроскопа, показывают, как клетки поглощают жизненно важный минерал: первый взгляд на поры кальциевой мембраны в действии определяет потенциальную мишень для лечения рака

Исследование опубликовано в интернет-издании Nature.
Хотя большая часть кальция в организме хранится в виде минерала в костях, тщательно контролируемое количество этого химического элемента транспортируется в клетку в ионной форме, где он играет жизненно важную роль в управлении клеточными функциями. Клетки регулируют усвоение кальция через специальные поры или каналы, которые открываются и закрываются по мере необходимости. TRPV6 — это белковый канал, расположенный в мембранах эпителиальных клеток, выстилающих стенки кишечника и способствующих усвоению кальция с пищей.

Аберрации в каналах TRPV6 могут способствовать развитию рака, нарушая контроль пролиферации и гибели клеток.
Исследователи использовали передовую криоэлектронную микроскопию для получения изображения TRPV6. Криоэлектронная микроскопия — метод визуализации, объединяющий тысячи отдельных изображений замороженных молекул в тонко детализированные трехмерные изображения — был впервые предложен Иоахимом Франком, доктором философии, структурным биологом из отдела биохимии CUMC, который был удостоен Нобелевской премии.

Премия по химии в октябре за эту работу.
Сравнивая структуры каналов как в открытом, так и в закрытом состояниях, исследователи смогли определить, что основная часть канала — четыре плотно выровненных спиральных сегмента белка — совершает тонкий поворот, позволяя TRPV6 открываться.
«Мы обнаружили, что кальциевый канал открывается в ответ на изменения в средней части каждой сердцевины спирали, в результате чего белковые сегменты изгибаются и вращаются наружу, создавая отверстие, достаточно широкое, чтобы позволить иону кальция пройти», — сказал руководитель исследования.

Александр I. Соболевский, к.б.н., доцент кафедры биохимии и молекулярной биофизики ЦУМК. "Если бы можно было смотреть прямо в канал, это выглядело бы как открытая радужная оболочка глаза."
Канал может очень быстро переключаться между открытым и закрытым состояниями, если это необходимо для снабжения клетки кальцием.
«Наши результаты помогут нам лучше понять, как изменения в каналах TRPV6 способствуют возникновению таких заболеваний человека, как рак, и предоставят шаблон для разработки лекарств, корректирующих эти аномалии», — сказал д-р.

Соболевский.

Портал обо всем