샌프란시스코 (UCSF)의 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구원들은 고급 기술을 사용하여 Piezo 단백질이 기계적 신호를 전기 신호로 변환하는 기본 메커니즘을 밝혀 냈습니다. Nature 저널에 발표 된 그들의 발견은 압력 감각의 분자 기반을 밝히고 다양한 질병에서 Piezo 단백질을 표적으로하는 잠재적 인 치료 중재의 길을 열었습니다.
Piezo 단백질은 이온 채널이 세포막을 가로 질러 흐르도록하여 세포의 전위를 변경시킨다. 이전의 연구는 Piezo 단백질을 기계 감각 뉴런의 필수 성분으로 확인했으며, 이는 기계적 자극을 감지하고 반응했습니다. 그러나, 이들 단백질이 기계적 힘을 전기 신호로 변환하는 방법에 대한 정확한 메커니즘은 애매 모호한 상태로 남아있다.
현재의 연구에서, 연구자들은 포유 동물에서 알려진 두 개의 피에조 단백질 중 하나 인 piezo1에 중점을 두었습니다. 원자 수준에서 단백질을 시각화하기위한 최첨단 기술인 Cryo-Electron Microscopy (Cryo-EM)를 사용하여 연구자들은 Piezo1의 상세한 이미지를 다른 형태로 포착했습니다. 이를 통해 기계적 힘에 반응하여 발생하는 주요 구조적 변화를 식별 할 수있었습니다.
연구원들은 piezo1이 프로펠러와 같은 구조를 형성하는 3 개의 블레이드로 구성되어 있음을 발견했습니다. 기계적 힘이 적용되면이 블레이드는 서로에 대해 회전하여 채널이 열리고 이온이 흐르도록합니다. 이 형태 적 변화는 분자 스위치처럼 작용하는 "게이팅 스프링"이라는 단백질의 특정 영역에 의해 유발된다.
UCSF의 세포 및 분자 약리학 교수 인 Yifan Cheng 박사는“우리는 게이팅 스프링이 두 개의 블레이드를 연결하는 유연한 링커라는 것을 발견했다. "힘이 적용되면이 링커가 늘어나서 블레이드의 회전과 채널의 개구부로 이어집니다."
이 연구는 Piezo 단백질이 기계 센서로서 어떻게 기능하는지 이해하기위한 구조적 기초를 제공합니다. 그것은 메노 노감을 조절하기 위해 피에조 단백질을 표적으로하는 약물의 발달에 영향을 미칠 수 있으며, 잠재적으로 만성 통증, 청력 상실 및 심혈관 질환과 같은 조건에 대한 새로운 치료법으로 이어질 수 있습니다.
Cheng 박사는“우리의 연구 결과는 Piezo 단백질의 작동 방식에 대한 이해를 높이고 인간 건강과 질병에서 이러한 단백질의 역할을 탐구하기위한 새로운 길을 열어줍니다.
