Ny undersøgelse afdækker interaktionen mellem calciumkanaler

Koreanske forskere har identificeret vekselvirkningerne af kombinationerne blandt calciumkanalproteiner, der findes i nerve- og hjerteceller. Resultatet åbnede en ny vej til at udvikle behandlinger til forhøjet blodtryk og hjernesygdomme.

Et forskerhold ledet af DGIST-professor Byung-Chang Suh ved Institut for Hjerne- og Kognitivvidenskab har observeret i realtid og identificeret interaktionen mellem calciumkanalkomplekser, der findes i nerve- og hjerteceller inde i celler.

Calciumkanalkomplekser består af alfa 1(α1), beta (β), og alfa 2 gamma (α2δ) underenheder, som spiller vigtige roller for calciumkanaler til at kontrollere tilstrømningen af ​​calciumion inde i celler. På trods af mange videnskabsmænds bestræbelser på at identificere og analysere interaktioner mellem komplekser, der har hidtil ikke været væsentlige forskningsresultater på grund af vanskeligheder med at verificere dem i realtid.

Professor Suhs forskerhold modificerede og anvendte først den 'Rapamycin-inducerbare FKBP-FRB dimeriseringsteknik', inducerer calciumkanal β-underenheder til at flytte til organel, en specialiseret underenhed indeholdt i en cellemembran, mitokondrier, eller et endoplasmatisk retikulum, at skabe et miljø, der kan observeres af øjne i realtid. Ved hjælp af patch-clamp, holdet kunne identificere ikke kun interaktionerne mellem forskellige underenheder inde i calciumkanaler, men også mellem underenheder, som ikke kunne være undersøgt før.

β-underenhed kombineres stabilt med α1-underenhed, hvis den udtrykkes af sig selv inde i en calciumkanal. Imidlertid, hvis der findes mere end 2 β-underenheder af forskellige typer i den samme kanal, β-underenheder af de eksisterende α1- og β-kombinerede underenheder erstattes af en anden enkelt β-underenhed på grund af en konkurrence mellem β-underenheder, reducerer stabiliteten. Dette er blevet identificeret af forskerholdet.

Dette anses for at åbne en ny horisont i den relaterede forskning ved at gøre det muligt i realtid at observere den dynamiske kombination af α1- og β-underenheder i calciumkanalen i en levende celle på grund af underenhedernes konkurrence. Ud over, sådan interaktion mellem underenheder betyder mere præcis kontrol af calciumion-tilstrømningen inde i celler, viser vigtigheden af ​​den tætte interaktion mellem underenheder.

Desuden, forskerne opdagede også nye fænomener forårsaget af underenheders interaktioner, såsom et fald i calciumtilstrømning til en kanal forårsaget af adskillelsen af ​​α1 og β kombinerede underenheder, fald i kanalblokeringshastigheden, og nedsat aktivitet af calciumkanaler forårsaget af fosfatidet i cellemembranen.

Professor Byung-Chang Suh sagde "Da denne forskning blev udført på nerve- og hjerteceller, det forventes at åbne en vej for udvikling af ny behandling af forhøjet blodtryk og forskellige hjernesygdomme. Den forskningsteknik, der bruges i denne forskning, forventes også at have stor indflydelse på forskningen af ​​forskellige proteiner inde i celler, der har interaktioner mellem proteiner."

Denne undersøgelse er blevet offentliggjort i det seneste nummer af et verdenskendt internationalt tidsskrift, Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).