Быстрый клапан в аквапорине рыб помогает им регулировать воду в клетках

Регуляция водного баланса клеток критически важна для всех живых организмов. При недостаточном транспорте воды через клеточную мембрану клетки используют аквапорины — водные каналы, которые открываются и закрываются. Исследователи из Гётеборгского университета обнаружили у рыб водный канал с, по-видимому, уникальным быстрозакрывающимся клапаном. Это открытие может быть значимо для разработки лекарств против рака и болезни Альцгеймера.

Рыбы живут в водной среде с разной солёностью, а некоторые виды могут проводить на суше до недели. Это предъявляет особые требования к их аквапоринам для постоянной регуляции количества воды в клетках в разных условиях. Изучая аквапорины в клетках лазающего перча (Anabas testudineus), который иногда выходит из воды на сушу, учёные обнаружили водный канал с уникальным быстрозакрывающимся клапаном. Результаты опубликованы в Life Science Alliance.

"В нашем исследовании мы впервые представили высокодетальную структурную характеристику водного канала, обнаруженного на коже и жабрах рыб. Мы видим, что этот канал, являющийся белком, имеет уникальную складку на внешней поверхности клетки, что указывает на ранее неизвестный тип быстрозакрывающегося клапана в специфичном для воды аквапорине. Этот клапан позволяет каналу быстро открываться или закрываться в зависимости от изменяющейся среды обитания рыбы", — объясняет биохимик Кристина Хедфальк.

Важность снижения давления

Понимание регуляторной функции аквапоринов может быть важно для поиска новых лекарств, например, для лечения отёка мозга, что может спасти жизни после травмы или начала болезни. При отёке мозга критически важно снизить внутричерепное давление до наступления повреждений.

Культивируя в лаборатории белок, формирующий клапан в водном канале рыб, исследователи выявили особенности, позволяющие регулировать клеточный водный баланс при быстрых изменениях. Предыдущие исследования показали, что функция аквапоринов клеток мозга снижается при развитии болезни Альцгеймера, поэтому данная работа может стать важным шагом к разработке соответствующих препаратов.

"Это важное фундаментальное исследование, позволяющее увидеть регулирующий белок на молекулярном уровне. Помимо потенциальной значимости для разработки лекарств, оно также важно для понимания водных каналов рыб в аквакультуре, чтобы обеспечить их здоровье и благополучие", — отмечает Кристина Хедфальк.