Обнаружен бактериальный предок кальциевых каналов

Исследователи сообщили об открытии кальциевого канала, который, вероятно, является «недостающим звеном» в эволюции кальциевых каналов млекопитающих. Работа опубликована в открытом журнале eLife.

Кальциевые каналы, которые открываются и закрываются в ответ на электрические сигналы в мозге, необходимы для мышления, памяти и мышечных сокращений.

«Основываясь на предыдущих исследованиях, учёные предсказывали, что кальциевые каналы, обнаруженные у млекопитающих, эволюционировали от бактериального предка, но не могли найти это недостающее звено», — объясняет ведущий автор Такуси Симомура. — «Идентификация этого предкового бактериального кальциевого канала должна помочь нам понять структурные, функциональные и эволюционные взаимосвязи между бактериальными и млекопитающими кальциевыми каналами».

Команда проанализировала генетические последовательности бактериальных потенциал-зависимых кальциевых каналов (CaVs) в поисках кандидатов, похожих на предков. Они обнаружили одного кандидата под названием CavMr у бактерии Meiothermus ruber. CavMr эволюционно отличается от других известных бактериальных каналов.

Исследователи изучили, что происходит при внесении мутаций в ген, кодирующий CavMr. Их мутационный анализ показал, что маленький остаток глицина в селективном фильтре CavMr — это упущенная особенность, определяющая кальциевую селективность. Остаток глицина также хорошо консервирован в селективном фильтре субдоменов I и III CaVs млекопитающих. Эти находки позволили команде заключить, что CavMr связывает кальциевые каналы с бактериальным предком.

«Наша работа даёт новое понимание универсального механизма кальциевой селективности как у млекопитающих, так и у бактерий», — говорит старший автор Кацумаса Ириэ. — «CavMr также может быть полезен для исследований, манипулирующих кальциевой сигнализацией, чтобы лучше понять, как она контролирует активность мозга».

Ириэ добавляет, что изучение структурной информации этих кальциевых каналов может дать более глубокое понимание эволюции каналов и помочь объяснить происхождение и принципы, лежащие в основе кальциевой селективности.