_ Cum neurotransmițătorul receptorii transportă calciu, un proces legat de originile bolilor neurologice

Un nou studiu al unei echipe de cercetători ai Universității McGill și a Universității Vanderbilt aruncă lumină asupra înțelegerii noastre cu privire la originile moleculare ale unor forme de autism și dizabilități intelectuale .

Pentru prima dată, cercetătorii au reușit să capteze cu succes imagini cu rezoluție atomică ale receptorului de glutamat ionotrop cu mișcare rapidă (iGluR) în timp ce transportă calciu. iGluR-urile și capacitatea lor de a transporta calciu sunt de o importanță vitală pentru multe funcții ale creierului, cum ar fi vederea sau alte informații care provin din organele senzoriale. Calciul aduce, de asemenea, modificări în capacitatea de semnalizare a iGluR-urilor și a conexiunilor nervoase, care sunt evenimente celulare cheie care conduc la capacitatea noastră de a învăța noi abilități și de a forma amintiri.

iGluR-urile sunt, de asemenea, jucători cheie în dezvoltarea creierului și a acestora. S-a demonstrat că disfuncția prin mutații genetice dă naștere unor forme de autism și dizabilitate intelectuală. Cu toate acestea, întrebările de bază despre modul în care iGluR declanșează modificări biochimice în fiziologia creierului prin transportul calciului au rămas prost înțelese.

În studiu, cercetătorii au luat milioane de instantanee ale proteinei iGluR în acțiunea de a transporta calciul, și a descoperit în mod neașteptat un buzunar temporar care prinde calciul în exteriorul proteinei. Apoi au folosit înregistrări electrofiziologice de înaltă rezoluție pentru a urmări proteina în mișcare în timp ce transporta calciul în celula nervoasă.

„Rezultatele sunt importante deoarece descriem pentru prima dată mecanismul prin care este transportat calciul, care conduce în cele din urmă procesele celulare care duc la învățare și memorie”, a declarat Derek Bowie, co-director al grupului Cell Information Systems din cadrul Școlii de Științe Biomedicale și autorul principal al studiului McGill, publicat în Nature Structural and Molecular Biology.

Mecanismul biologic descoperit nu este conservat numai în rândul tuturor speciilor de mamifere, ci se găsește și în organismele care s-au ramificat de calea evolutivă a oamenilor cu peste 500 de milioane de ani în urmă.

" Planul original al designului proteinei a fost atât de bun încât se pare că evoluția nu a trebuit să-l schimbe”, a spus Bowie.

„Vizualizarea ionilor minusculi și a moleculelor de apă din porul canalului folosind tehnologia cryo-EM a fost o experiență destul de uimitoare. Acesta a evidențiat un buzunar străvechi de legare a calciului pe care am putut să-l înțelegem mai departe din perspectivă funcțională în colaborare cu Bowie Lab.

„Descoperirea noastră este fundamentală pentru semnalizarea calciului în neuroni și ridică ipoteze interesante despre funcția sinaptică care ar putea să fie testat prin experimente în viitor”, a spus Nakagawa, autorul principal al lui Vanderbilt și profesor la Departamentul de Fiziologie Moleculară și Biofizică de la Facultatea de Medicină.

(Fluierul)