Открытие нового механизма сигнализации Piezo1 может помочь в поиске лучших методов лечения боли и зуда

Новое исследование Университета Дьюка показало, что механосенсорный белок Piezo1 работает иначе, чем считалось ранее. Он может передавать сигнал соседним белкам не только через поток ионов, но и посредством изменения своей формы — так называемой конформационной сигнализации.

Новый механизм сигнализации

Ранее было известно, что Piezo1, находясь на поверхности клетки, открывает ионный канал в ответ на давление, пропуская внутрь клетки ионы кальция (электрический ток). Однако исследователи обнаружили, что Piezo1 может передавать сигнал даже без тока через канал. Изменение его формы достаточно, чтобы активировать соседний сенсор прикосновения — калиевый канал TREK1, если они расположены рядом на клеточной мембране.

Экспериментальное подтверждение

Чтобы проверить, происходит ли сигнализация только за счёт изменения формы, учёные создали мутировавшие версии Piezo1 (из плодовых мушек и мышей), которые были менее гибкими. Применяя легкое давление с помощью микроманипулятора, они измерили ответы в сенсорах на расстоянии 50–100 нанометров. Также было обнаружено, что Piezo1 и TREK1 на мембране расположены ближе друг к другу, чем это было бы возможно случайно, но при этом не связываются напрямую.

Значение открытия

Это открытие расширяет понимание того, как белки семейства Piezo выполняют свои разнообразные роли в организме — от регуляции кровяного давления и легкого прикосновения до ощущения наполнения мочевого пузыря. Ранее предполагалось, что это происходит исключительно через ионный канал.

Как отметил ведущий автор исследования Йорг Грандл, каждое новое открытие биологического механизма открывает новые возможности для создания методов лечения заболеваний, связанных с механическим ощущением, таких как механическая боль и хронический зуд. Следующим шагом будет выяснение точного механизма передачи конформационного сигнала от Piezo1 к TREK1.