Ученые впервые детально рассмотрели поры на нейронах

Нейроны в нашем теле усеяны крошечными порами, через которые в клетки входят и выходят необходимые молекулы.

Нейроны нуждаются в этих каналах для передачи сигналов, которые позволяют нам двигаться, думать и воспринимать окружающий мир. Теперь структурные биологи из Лаборатории Колд Спринг Харбор (CSHL) получили невиданные ранее изображения одной из самых больших пор в нейронах человека. Она называется белок-модулятор гомеостаза кальция 1, или сокращенно CALHM1.

Предыдущие исследования показали, что мутации в гене Cahlm1 могут быть фактором риска развития болезни Альцгеймера. Новое исследование CSHL впервые показывает, как работает этот канал у человека и как он может засоряться.

Профессор CSHL Хиро Фурукава и постдок Йоханна Сюрьянен изучают CALHM1 уже несколько лет. По-видимому, он участвует в огромном количестве физиологических процессов. На языке CALHM1 распознает такие вкусы, как сладкий, кислый или «умами». В мозге CALHM1, возможно, играет роль в контроле за накоплением бляшкообразующего белка, связанного с болезнью Альцгеймера.

Фурукава, Сирьянен и их коллеги использовали метод криоэлектронной микроскопии для получения детальных трехмерных изображений человеческого канала CALHM1. На изображениях видно, как восемь копий белка CALHM1 собираются вместе, образуя кольцевой канал. Каждый белок имеет гибкий рукав, который тянется к поре и, возможно, управляет ее открытием и закрытием. Сирьенен сравнивает эти руки с «щупальцами осьминога».

Команда также обнаружила, что жировые молекулы, называемые фосфолипидами, имеют решающее значение для стабилизации и регулирования работы канала, состоящего из восьми частей. Яйца, злаки, нежирное мясо и морепродукты содержат большое количество этих важных жиров. Кроме того, в лаборатории Фурукавы было показано, как химическое вещество, которое исследователи использовали для блокирования CALHM1, задерживается в канале. Эти знания могут оказаться полезными, если когда-нибудь исследователи поставят перед собой цель разработать лекарство, направленное против CALHM1.

Сирьянен говорит:

Если вы думаете о том, что в будущем мы сможем управлять восприятием вкуса или влиять на этот белок, то теперь мы знаем одно из мест, где можно блокировать активность белка.

Сюрянен отмечает, что человеческий канал CALHM1 очень похож на ту версию, которую она и Фурукава изучали на цыплятах в 2020 году. Определение структуры человеческого белка оказалось более сложным с технической точки зрения. Но, по мнению исследователей, это крайне важно для изучения роли канала в здоровье человека.

В отношении CALHM1 существует множество вопросов, на которые нет ответов, — говорит Фурукава.

Например, как молекула АТФ, несущая энергию, выходит из клеток через этот канал? И может ли это вызвать воспалительную реакцию организма? Наша исследовательская группа будет продолжать разгадывать эту жизненно важную молекулярную машину, чтобы лучше понять функциональность канала CALHM1.

14.07.2023