ช่อง "CaV2.2" ซึ่งเป็นหนึ่งในช่องแคลเซียมที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าซึ่งควบคุมการไหลเข้าของไอออนแคลเซียมและแสดงที่ขั้วแอกซอนของเซลล์ประสาทเพื่อควบคุมการผลิตสารสื่อประสาท มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ประสาท ความผิดปกติทางจิต เช่น โรคไบโพลาร์ โรคจิตเภท ออทิสติก โรคลมบ้าหมู และอาการปวดเรื้อรัง มีความเชื่อมโยงกับปัญหาการควบคุมกิจกรรม CaV2.2
ฟอสโฟไลปิดเป็นส่วนประกอบสำคัญของ เยื่อหุ้มเซลล์. เป็นที่ยอมรับกันดีว่าฟอสโฟไลปิด PIP2 มีความสำคัญต่อการทำงานของช่องแคลเซียมที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม กลไกที่แน่นอนที่ PIP2 ควบคุมการทำงานของช่องแคลเซียมไม่ได้ถูกกำหนดไว้ เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งมีหน่วยย่อยหลายหน่วยถูกผูกไว้
ทีมวิจัยของศาสตราจารย์ Suh Byung-chang จาก Department of Brain Sciences, DGIST ได้ระบุกลไกการควบคุมช่องแคลเซียม ซึ่งจำเป็นสำหรับการส่งสัญญาณระหว่าง เซลล์ประสาท. พวกเขาศึกษากลไกระดับโมเลกุลของ PIP2 ที่เกี่ยวข้องกับการกระตุ้นตัวรับและช่องไอออนต่างๆ
นักวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งได้แสดงให้เห็นว่าความไวของช่องแคลเซียมที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าต่อ PIP2 ขึ้นอยู่กับระดับที่หน่วยย่อยเสริมที่เรียกว่าหน่วย 2 ติดอยู่กับเยื่อหุ้มเซลล์
การตรวจสอบเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นรากฐานสำหรับการศึกษาครั้งนี้ ซึ่งพยายามหากลไกพื้นฐานที่ PIP2 ควบคุมกิจกรรมของ CaV2.2 แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่าหน่วยทั้ง 2 มีการเชื่อมโยงทางกายภาพหรือทางโมเลกุลกับเยื่อหุ้มเซลล์หรือไม่ ทีมวิจัยใช้การรวมตัวกันทางพันธุกรรมเพื่อพัฒนาแบบจำลองกลายพันธุ์ของช่อง CaV2.2 และหน่วยสองหน่วย ซึ่งได้รับการตรวจสอบด้วยวิธีอิเล็กโทรสรีรวิทยา
จากผลพบว่า PIP2 เชื่อมโยงกับ 'I-II loop' ซึ่งหน่วย β2 ผูกกัน ในช่อง CaV2.2 และ 'S4II' ซึ่งเป็นหนึ่งในโดเมนการตรวจจับแรงดันไฟฟ้า ตามลำดับ เพื่อควบคุมกิจกรรม ของช่อง นอกจากนี้ ยังพบว่าการเชื่อมโยงของ PIP2 กับลูป I-II นั้นถูกกำหนดโดยขึ้นอยู่กับว่าหน่วย β2 จับกับเยื่อหุ้มเซลล์หรือไม่ ดังนั้นจึงควบคุมการทำงานของ CaV2.2
นอกจากนี้ ยังได้รับการยืนยันว่ากิจกรรม CaV2.2 สามารถควบคุมได้แบบเรียลไทม์โดยการพัฒนาระบบที่สามารถควบคุมการเชื่อมโยงของ PIP2 กับลูป I-II ของ CaV2.2 ได้อย่างเทียมโดยการใช้หน่วย β2
นักวิทยาศาสตร์ เด่น, “ผลลัพธ์ระบุกลไกการออกฤทธิ์ใหม่สำหรับกิจกรรมของช่องสัญญาณ CaV2.2 ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ประสาท คาดว่าจะเป็นเบาะแสที่สำคัญในการรักษาความผิดปกติทางจิต เช่น ออทิสติก โรคไบโพลาร์ และโรคจิตเภท และโรคทางระบบประสาทที่ร้ายแรง เช่น โรคลมบ้าหมู และอาการปวดเรื้อรัง ในอนาคต”
การอ้างอิงวารสาร:
- Cheon-Gyu Park, Wookyung Yu, Byung-Chang Suh, พื้นฐานระดับโมเลกุลของการควบคุมที่ขึ้นกับ PIP2 ของช่อง CaV2.2 และการมอดูเลตโดยหน่วยย่อย CaV β eLife. ดอย: 10.7554/eLife.69500
