"CaV2.2"-kanava, yksi jännitteestä riippuvaisista kalsiumkanavista, joka ohjaa kalsiumionien sisäänvirtausta ja joka ekspressoituu hermosolujen aksonipäässä välittäjäaineiden tuotannon ohjaamiseksi, on ratkaiseva signaalinsiirrossa hermosolujen välillä. Mielenterveyshäiriöt, kuten kaksisuuntainen mielialahäiriö, skitsofrenia, autismi, epilepsia ja krooninen kipu, on yhdistetty CaV2.2-aktiivisuuden säätelyyn.
Fosfolipidit ovat sen rakennuspalikoita solukalvo. On hyvin todettu, että fosfolipidi PIP2 on ratkaiseva jänniteriippuvaisten kalsiumkanavien toiminnalle. Tarkkaa mekanismia, jolla PIP2 ohjaa kalsiumkanavan toimintaa, ei kuitenkaan ole määritetty monimutkaisen rakenteen vuoksi, johon useat alayksiköt ovat sitoutuneet.
Professori Suh Byung-changin tutkimusryhmä DGIST:n aivotieteiden laitoksella tunnisti kalsiumkanavien säätelymekanismin, jotka ovat välttämättömiä signaalinsiirrolle hermosolut. He tutkivat PIP2:n molekyylimekanismia erilaisten reseptorien ja ionikanavien aktivoitumisen osalta.
Erityisesti tutkijat ovat osoittaneet, että jännitteestä riippuvaisen kalsiumkanavan herkkyys PIP2:lle riippuu siitä, missä määrin sen apualayksikkö, joka tunnetaan nimellä 2 yksikkö, on kiinnittynyt solukalvoon.
Nämä tutkimukset toimivat perustana tälle tutkimukselle, jossa pyrittiin määrittämään perusmekanismi, jolla PIP2 säätelee CaV2.2-aktiivisuutta eri tavalla riippuen siitä, onko 2 yksikköä fyysisesti vai molekyylisesti kytketty solukalvoon. Tutkimusryhmä kehitti geneettisen rekombinoinnin avulla useita CaV2.2-kanavien ja kahden yksikön mutanttimalleja, jotka sitten varmennettiin elektrofysiologisilla menetelmillä.
Tuloksena havaittiin, että PIP2 sitoutuu 'I-II-silmukkaan', johon β2-yksiköt sitoutuvat, CaV2.2-kanavassa ja 'S4II', vastaavasti yhteen jännitteentunnistusalueista säätelemään aktiivisuutta. kanavasta. Lisäksi havaittiin, että PIP2:n sitoutuminen I-II-silmukkaan määräytyy sen mukaan, sitoutuuko p2-yksikkö solukalvoon sääteleen siten CaV2.2:n aktiivisuutta.
Lisäksi vahvistettiin, että CaV2.2-aktiivisuutta voidaan säädellä reaaliajassa kehittämällä järjestelmän, joka voi keinotekoisesti kontrolloida PIP2:n sitoutumista CaV2.2:n I-II-silmukkaan käyttämällä β2-yksikköä.
Tutkijat huomattava, ”Tulos tunnisti uuden toimintamekanismin CaV2.2-kanavan aktiivisuudelle, jolla on tärkeä rooli signaalinsiirrossa hermosolujen välillä. Sen odotetaan tarjoavan tärkeän vihjeen mielenterveyshäiriöiden, kuten autismin, kaksisuuntaisen mielialahäiriön ja skitsofrenian, sekä kuolemaan johtavien neurologisten sairauksien, kuten epilepsian ja kroonisen kivun, hoitoon tulevaisuudessa."
Lehden viite:
- Cheon-Gyu Park, Wookyung Yu, Byung-Chang Suh, CaV2-kanavan PIP2.2-riippuvaisen säätelyn molekyyliperusta ja sen modulaatio CaV β -alayksiköillä. eLife. DOI: 10.7554 / eLife.69500
