Ученые из Scripps Research Institute (TSRI) разрешили загадку структуры Piezo1, члена семейства белков, превращающих физические стимулы, такие как прикосновения или кровоток, в химические сигналы. Полученные данные указывают на способ целенаправленного вызывания болезни, когда Piezo1 мутантен, таких как обезвоживающий наследственный стоматоцитоз (dehydrated hereditary stomatocytosis) и врожденный лимфангиэктатический отек (lymphedema).

"Эта структура обеспечивает фундаментальное понимание того, как белки воспринимают механические воздействия и проливает свет на регионы внутри Piezo1, которые могут целенаправленно использовать небольшие молекулы или антитела," говорит Ardem Patapoutian.

Piezo1и близко родственный белок Piezo2, были открыты в лаб. Patapoutian в 2010. Piezos известны как ионные каналы -- они позволяют ионам проходить через пору в ответ на механические стимулы (осязание). Эти белка, как было установлено, на разных типах клеток являются ключевыми игроками в сенсорной нейробиологии и сосудистой физиологии.

Вплоть до сегодня, однако, исследователи не знали, как выглядит Piezo1 на структурном уровне, т.e., как его части собраны воедино.

Исследование с использованием техники получения изображений высокого разрешения, наз. cryo-electron microscopy (cryoEM), показало, что Piezo1 состоит из трех искривленных "blades", окружающих центральную пору. Исследователи полагают, что эти листки (blades) движутся в ответ на механическое воздействие, в результате пора закрывается или открывается, позволяя ионам посылать сигнал, чтобы сообщить о прикосновении.

Подобная лучу структура служит основой для каждого листка. "Закрепляющий домен" окружает пору, где лепестки (blades) встречаются посередине.

"Это изящная структура," говорит Patapoutian. "Свойства, обнаруженные в данном исследовании, предоставляют нам дразнящие указания о том, как этот ионный канал ощущает и отвечает на натяжение мембраны."

Ward заявляет. что структура Piezo1 является уникальной потому, что она выглядит как белок "всё-в-одном", это означает. что он не нуждается в соединении с др. белками или клеточными структурами, чтобы выполнить свою работу по передаче сигнала.

Следующей ступенью этого исследования является изучение общей архитектуры Piezo1 и определение, как работает каждый кусок. Ученые надеются увидеть этот белок в разных конформациях помимо закрытой конформации, наблюдаемой в данном исследовании.

"Это предоставляет нам прекрасные возможности, исследовать, как сила ощущения или трансдукция работают в реальности," говорит Kei Saotome.