Muchas células tienen compuertas microscópicas, llamadas canales iónicos, que se abren para permitir el flujo de iones a través de la membrana celular. Gracias a estas compuertas, las células pueden detectar estímulos como calor, dolor, presión e incluso comida picante.
En un nuevo estudio, los investigadores del Instituto de Investigación Scripps TSRI y el Centro Médico de la Universidad de Duke revelan la estructura tridimensional de un canal iónico crucial. Sus hallazgos muestran este canal con más detalle que nunca antes, arrojando luz sobre elposible papel del canal en las funciones inmunes, como la detección de infección e inflamación.
"Nuestra capacidad de percibir nuestro entorno, que incluye la detección de la temperatura y el dolor, depende en gran medida de estos canales. Comprender su estructura 3D allana el camino para el desarrollo de una amplia variedad de nuevas terapias", dijo el biólogo de TSRI Gabe Lander, quien fue co-senior del autor del estudio con el bioquímico Seok-Yong Lee del Centro Médico de la Universidad de Duke.
El nuevo estudio fue publicado el 18 de enero de 2016 en la revista Naturaleza, biología estructural y molecular .
un sensor importante
Lander y sus colegas se centraron en un canal de iones llamado potencial receptor transitorio vanilloid-2 TRPV2, que reside dentro de las membranas de las células de todo el cuerpo. Investigaciones anteriores habían sugerido que TRPV2 estaba involucrado en la detección de tensiones físicas, como cambios enpresión y temperatura, así como en la detección de desafíos inmunes y la activación de las células T del sistema inmunitario.
En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron una técnica de imagen llamada microscopía crioelectrónica, en la cual una muestra se inyecta con electrones de alta energía. Mediante el uso de nuevas técnicas de preparación de muestras, programas de computadora y una nueva generación de cámaras, los investigadoresen TSRI han mejorado la resolución potencial de las imágenes de microscopía crioelectrónica hasta el punto de que el TRPV2 podría tomarse imágenes con una precisión casi atómica.
"El hecho de que el campo de la microscopía crioelectrónica ha avanzado hasta donde ahora podemos resolver las estructuras de estos pequeños complejos embebidos en membranas a tan alta resolución es emocionante", dijo Mark Herzik Jr., investigador asociado de investigación de TSRI.-primer autor del estudio con Lejla Zubcevic de la Universidad de Duke. "Las ideas metodológicas de este estudio ayudarán a avanzar otros proyectos en el laboratorio".
Cuando los investigadores compararon la estructura de TRPV2 con TRPV1, un canal iónico genéticamente similar que solo se encuentra en el sistema nervioso, notaron algunas diferencias significativas. Los componentes arquitectónicos de TRPV2 cerca de la puerta central y los dominios periféricos estaban en una configuración previamente no observada. Juntos, esto llevó a los autores a proponer que esta configuración representa un estado 'desensibilizado', proporcionando una nueva instantánea molecular de estos canales iónicos en funcionamiento.
"El canal de iones TRVP2 es probablemente un sensor interno global, desempeñando un papel importante en nuestra respuesta inmune", dijo Lander.
Lander dijo que el siguiente paso es encontrar las estructuras de TRPV2 en diferentes etapas de apertura y cierre de su puerta. Con la imagen completa del ciclo, los investigadores tendrán una mejor idea de cómo funciona el canal iónico y cómo podría manipularse terapéuticamente paratratar enfermedades autoinmunes.
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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