Nyt kig på mærkelige huller involveret i smag, Alzheimers, astma

Mange celler er dækket af mystiske store huller, porer, der har været forbundet med smagssansen såvel som Alzheimers sygdom, depression, og endda astma. At kende strukturen i disse varierede huller vil hjælpe forskere med bedre at forstå denne række foreninger og give en blueprint til udvikling af nye terapier.

"En af de senest opdagede af disse 'store huller' kaldes calciumhomeostase-modulatorer (CALHM'er), " sagde Cold Spring Harbor Laboratory Professor Furukawa. "De er dybest set porer på overfladen af ​​nogle celler såsom neuroner, ", der lader forskellige molekyler komme ind og ud af cellen.

Som beskrevet for nylig i Naturens strukturelle og molekylære biologi , forskere fra Furukawa's laboratorium viste den detaljerede struktur af to CALHM'er og hvordan de fungerer.

"Hvis du har store huller i celler, man skulle tro, at cellerne ville springe op eller skrumpe, sagde Johanna Syrjanen, en postdoc, der var med til at lede forskningen. Imidlertid, tilføjede hun, celler med fungerende porer "forbliver ganske lykkeligt, som de er."

Det tyder på, at disse porer er vigtige for at opretholde cellesundhed. For at undersøge dette, forskerne undersøgte to slags porer. Poren CALHM1 er involveret i at fornemme bitter eller sød smag, og endda den velsmagende femte smag kendt som umami. Denne pore er også involveret i at kontrollere luftvejene i dine lunger, hvilket implicerer det ved astma. Derudover mutationer i generne, der former CALHM1, er blevet forbundet med Alzheimers sygdom. Forskerne undersøgte også en anden pore, CALHM2, der kan være involveret i depression. Til deres overraskelse, de fandt ud af, at CALHM2 har meget større porestørrelse sammenlignet med CALHM1.

"Formentlig er åbningen og lukningen af ​​disse porer stramt reguleret på en eller anden måde, " sagde Syrjanen. Denne åbning og lukning kan være nøglen til, hvordan porerne påvirker smagen eller er forbundet med sygdom. For at forstå dette, "Vi skal først være i stand til at visualisere dem og bruge den information som en guide til yderligere eksperimenter, " forklarede hun.

For at visualisere strukturen af ​​CALHM1 og CALHM2, Furukawas laboratorium brugte kryo-elektronmikroskopi, som affyrer en kraftig elektron gennem en hurtigt frosset prøve for at få billeder. De sammensætter derefter omhyggeligt billederne i forskellige orienteringer til en 3-D-model, der fremhæver de endelige detaljer i hver pores struktur.

"Vi har givet videnskaben den første blueprint af disse porer til at designe terapeutiske forbindelser, " sagde Furukawa. "Håbet er, at sådanne forbindelser kan være effektive til behandling af sygdomme og lidelser som Alzheimers og depression, og potentielt i astma."