Scripps Research的科學家發(fā)現(xiàn)，一種稱為OSCA和TMEM63的神秘細胞蛋白家族是一類新型的機械敏感離子通道。

機械敏感離子通道將生物學相關的物理力轉換為生化信號。例如，植物對諸如風，水流或物理障礙之類的環(huán)境線索的響應取決于機械傳感。在哺乳動物中，觸感，疼痛感和血壓調節(jié)是通過機械敏感性離子通道進行的。盡管它們很重要，但對于在植物和動物中執(zhí)行這些功能的分子知之甚少。

科學家還破譯了OSCA蛋白家族中一個成員的原子結構，這一進展將使他們能夠研究這些離子通道如何發(fā)揮作用，這些信息對于確定機械傳感功能障礙如何在疾病中發(fā)揮作用至關重要。

發(fā)現(xiàn)OSCA蛋白作用的最初工作是由Scripps研究教授，霍華德·休斯醫(yī)學研究所的研究員Ardem Patapoutian實驗室的專業(yè)科學合作者Swetha Murthy博士領導的。在她的新的eLife研究中，Murthy和她的同事表明OSCA通道不僅是壓力敏感離子通道，而且隨著生命的發(fā)展，它們似乎保持了其“機械敏感”特性。

Murthy說：“我們想了解機械敏感特性是否在OSCA家族的15個不同成員以及不同物種中得到了保留�！�

新發(fā)現(xiàn)表明，這些離子通道的壓力感應能力確實在OSCA通道類型中“保持”。此外，雖然OSCA通道存在于植物中，但它們在動物中的相關蛋白TMEM63s也具有機械敏感性。

Murthy說：“這一發(fā)現(xiàn)將有助于在果蠅和小鼠等模型生物中研究這些通道，并有助于確定它們在人類生物過程和與機械傳感有關的其他疾病狀態(tài)中的作用。”

研究生塞巴斯蒂安·喬霍亞·克魯茲（Sebastian Jojoa Cruz）和斯克里普斯研究（Scripps Research）的博士學位博士Kei Saotome領導了一項后續(xù)研究，該研究同時發(fā)表在eLife上。研究人員與安德魯·沃德（Andrew Ward）教授合作，使用了一種稱為冷凍電子顯微鏡的成像技術來研究OSCA系列成員OSCA1.2的結構細節(jié)。

首次觀察OSCA的結構表明，蛋白質的一部分可能位于足夠靠近細胞膜的位置，以感知膜張力并將該張力轉化為離子通道的其余部分。研究人員期待準確調查這種壓力感應過程的工作原理。

Saotome說：“通過揭示OSCA通道的第一個結構快照，我們提供了一個寶貴的起點，以揭示整個生物學中普遍存在的力覺機制的細節(jié)�！�

Ward補充說：“在分子水平上研究是一種困難的現(xiàn)象，因此未來的研究將需要創(chuàng)新和多學科的方法。” 例如，牛津大學DPhil的合著者Alex Tsui和Mark Sansom進行的OSCA1.2分子動力學模擬提供了有關脂質在通道功能中作用的誘人線索。

Saotome和Jojoa Cruz說，看到OSCA結構與不相關的稱為TMEM16的蛋白質家族的結構有多相似，尤其是在跨膜結構域中，這真是令人震驚。TMEM16s在膜生物學中具有多種作用，包括作為離子通道和細胞膜操縱劑。因此，結構相似性可能表明這種蛋白質結構比以前認為的負責更多的生物學功能。

Murthy說：“下一步將是確定這些蛋白質在動植物中的生理作用�！�