Один конкретный тип калиевого канала, называемый Eag1, был обнаружен в нескольких типах клеток: в нейронах мозга, в эмбриональных клетках, которые генерируют мышечные волокна, и в некоторых опухолевых клетках, где считается, что он способствует развитию рака. эффект. Но пока не ясно, чем Eag1 отличается от других калиевых каналов и как именно он работает.Дуэт исследователей из Университета Рокфеллера сделал первый шаг к ответу. Используя новое оборудование Рокфеллера для криоэлектронной микроскопии, передовую технику визуализации, при которой образцы замораживают, а затем бомбардируют электронами, они определили структуру Eag1.
Их результаты, первая структура, опубликованная на предприятии Рокфеллера, опубликованы 11 августа в Science.Как и некоторые другие калиевые каналы, Eag1 открывается, когда он ощущает изменение электрического потенциала, как это происходит, когда нейроны посылают сигналы. На видео выше часть канала, которая больше всего интересовала исследователей, — участок, охватывающий клеточную мембрану, — выделен желтым и зеленым цветом.
Он включает в себя датчики, отвечающие за обнаружение электрических изменений (желтый цвет), и сегменты, образующие поры, через которые проходит калий (зеленый цвет). Остальной канал находится внутри клетки. Исследователи также определили структуру другой молекулы под названием кальмодулин (пурпурный), которая связывается с Eag1 и удерживает его в закрытом положении.«Внутри структуры мы видим некоторые важные различия между Eag1 и другими калиевыми каналами в секции, которая охватывает клеточную мембрану», — говорит первый автор Джонатан Уичер, постдок лаборатории Родерика Маккиннона. «Это дает нам лучшее представление о том, как компоненты канала работают на молекулярном уровне, и его роль в клетке, будь то нормальная или злокачественная».
Это исследование — ранний шаг к поиску молекул, которые могут подавлять или контролировать канал. Это, в свою очередь, может предоставить ценные инструменты для дальнейшего изучения роли Eag1 при раке или для разработки новых терапевтических средств.Исследование также начинает заполнять важный пробел в понимании внутренней работы калиевых каналов, которые являются основным направлением деятельности Лаборатории молекулярной нейробиологии Маккиннона.
В 2003 году Маккиннон, который также является профессором Джона Д. Рокфеллера-младшего и исследователем Медицинского института Говарда Хьюза, впервые получил Нобелевскую премию за определение трехмерной структуры калиевого канала.