Kalsiyum iyonlarının akışını kontrol eden ve sinir hücrelerinin akson terminalinde nörotransmiter üretimini kontrol etmek için eksprese edilen, voltaja bağlı kalsiyum kanallarından biri olan “CaV2.2” kanalı, sinir hücreleri arasındaki sinyal iletimi için çok önemlidir. Bipolar bozukluk, şizofreni, otizm, epilepsi ve kronik ağrı gibi zihinsel bozukluklar CaV2.2 aktivitesinin düzenlenmesiyle ilgili sorunlarla ilişkilendirilmiştir.
Fosfolipidler yapı taşlarıdır hücre zarı. Fosfolipid PIP2'nin voltaja bağlı kalsiyum kanallarının işlevi için çok önemli olduğu iyi bilinmektedir. Bununla birlikte, PIP2'nin kalsiyum kanalı fonksiyonunu kontrol ettiği kesin mekanizma, birçok alt birimin bağlı olduğu karmaşık yapı nedeniyle belirlenmemiştir.
Profesör Suh Byung-chang'ın Beyin Bilimleri Bölümü'ndeki (DGIST) araştırma ekibi, beyinler arasındaki sinyal iletimi için gerekli olan kalsiyum kanallarının düzenleme mekanizmasını belirledi. sinir hücreleri. Çeşitli reseptörlerin ve iyon kanallarının aktivasyonuyla ilgili PIP2'nin moleküler mekanizmasını incelediler.
Bilim adamları özellikle voltaja bağlı kalsiyum kanalının PIP2'ye duyarlılığının, 2 ünitesi olarak bilinen yardımcı alt biriminin hücre zarına bağlanma derecesine bağlı olduğunu gösterdi.
Bu araştırmalar, PIP2'nin CaV2.2 aktivitesini 2 ünitesinin fiziksel veya moleküler olarak hücre zarına bağlı olup olmadığına bağlı olarak farklı şekilde düzenlediği temel mekanizmayı belirlemeyi amaçlayan bu çalışmanın temelini oluşturdu. Araştırma ekibi, CaV2.2 kanallarının ve iki birimin birkaç mutant modelini geliştirmek için genetik rekombinasyonu kullandı ve bunlar daha sonra elektrofizyolojik yöntemlerle doğrulandı.
Sonuç olarak, PIP2'nin CaV2 kanalında β2.2 birimlerinin bağlandığı 'I-II döngüsüne' ve aktiviteyi düzenlemek için sırasıyla voltaj algılama alanlarından biri olan 'S4II'ye bağlandığı bulundu. kanalın. Ek olarak PIP2'nin I-II döngüsüne bağlanmasının, β2 ünitesinin hücre zarına bağlanıp bağlanmamasına bağlı olarak belirlendiği, dolayısıyla CaV2.2'nin aktivitesinin düzenlendiği bulunmuştur.
Ayrıca, β2.2 ünitesi uygulanarak PIP2'nin CaV2.2'nin I-II döngüsüne bağlanmasını yapay olarak kontrol edebilen bir sistem geliştirilerek CaV2 aktivitesinin gerçek zamanlı olarak düzenlenebileceği doğrulandı.
Bilim adamları ünlü, "Sonuç, sinir hücreleri arasındaki sinyal iletiminde hayati bir rol oynayan CaV2.2 kanal aktivitesi için yeni bir etki mekanizmasını belirledi. Gelecekte otizm, bipolar bozukluk, şizofreni gibi ruhsal bozuklukların yanı sıra epilepsi ve kronik ağrı gibi ölümcül nörolojik hastalıkların tedavisine yönelik önemli bir ipucu sağlaması bekleniyor.
Dergi Referans:
- Cheon-Gyu Park, Wookyung Yu, Byung-Chang Suh, CaV2 kanalının PIP2.2'ye bağımlı düzenlemesinin moleküler temeli ve CaV β alt birimleri tarafından modülasyonu. elife. DOI: 10.7554 / eLife.69500
