涉及味觉，阿尔茨海默氏症，哮喘的神秘细胞大洞的新发现

Furukawa的实验室使用冷冻电子显微镜，制作了3D图像，详细描述了形成每个CALHM孔的蛋白质的精确排列。图为：从侧面，细胞外部（细胞外）和细胞内部（细胞质）看，CALHM1。

许多细胞上布满了神秘的大孔，与味觉以及阿尔茨海默氏病，抑郁症甚至哮喘有关的毛孔。了解这些不同的孔的结构将有助于研究人员更好地理解这种关联的范围，并为开发新疗法提供蓝图。

冷泉港实验室教授古河说：“这些“大孔”中最近发现的一个被称为钙稳态调节剂（CALHM）。“它们基本上是某些细胞（例如神经元）表面的孔”，它使各种分子进入和离开细胞。

正如最近在《自然结构与分子生物学》中所述，古河实验室的研究人员展示了两种CALHM的详细结构以及它们如何发挥作用。

从CSHL的古河实验室获得关键的结构见解后，牛津大学的斯蒂芬·塔克（Stephen Tucker）的实验室进行了模拟，以了解孔隙如何将事物保持在具有CALHM2的大孔中。他们发现CALHM的毛孔内的脂肪酸的功能与膜相似。

“如果您的细胞中有大孔，您会认为细胞会破裂或收缩，”帮助完成这项研究的博士后研究员Johanna Syrjanen说。但是，她补充说，具有毛孔功能的细胞“仍然非常幸福地保持原样”。

这表明这些毛孔对于维持细胞健康很重要。为了对此进行研究，研究人员研究了两种毛孔。毛孔CALHM1参与了苦味或甜味，甚至咸味的第五种味道，即鲜味。该毛孔还与控制肺部气道有关，这与哮喘有关。此外，塑造CALHM1的基因突变与阿尔茨海默氏病有关。研究人员还研究了可能与抑郁有关的另一个毛孔CALHM2。令他们惊讶的是，他们发现CALHM2的孔径比CALHM1大得多。

Syrjanen说：“大概这些孔的打开和关闭受到某种程度的严格控制。”这种打开和关闭可能是毛孔如何影响味觉或与疾病相关的关键。为了解释这一点，“我们首先必须能够可视化它们，并将这些信息用作进一步实验的指南，”她解释说。

为了可视化CALHM1和CALHM2的结构，古河的实验室使用了冷冻电子显微镜，该显微镜通过快速冷冻的标本发射强大的电子来获取图像。然后，他们将各种方向的图像仔细合成为3-D模型，以突出每个孔结构的有限细节。

古河说：“我们为科学提供了这些毛孔的第一个蓝图，以设计治疗性化合物。”“希望这种化合物可以有效治疗阿尔茨海默氏症和抑郁症等疾病和病症，甚至可能治疗哮喘。”

参考：“钙稳态平衡调节蛋白的结构和组装”，作者：Johanna L. Syrjanen，Kevin Michalski，周宗汉，Timothy Grant，Shanlin Rao，Noriko Simorowski，Stephen J. Tucker，Nikolaus Grigorieff和Hiro Furukawa，2020年1月27日，自然结构与分子生物学。
10.1038 / s41594-019-0369-9