这种分子的突变可能帮助猛犸象抵御寒冷

哥伦比亚大学生物医学研究人员捕获了TRPV3的近距离视图，这是一个皮肤细胞离子通道，在感知温度、瘙痒和疼痛方面发挥着重要作用。

为什么它很重要

在人类中，这种蛋白质的缺陷会导致皮肤疾病，如特应性皮炎(湿疹的一种)、白癜风(皮肤颜色不均)、皮肤癌和酒渣鼻。

背景

所有脊椎动物的DNA，包括长毛象的基因组，都包含TRPV3基因。虽然猛犸象生活在极其寒冷的环境中，但它们是生活在热带的大象的后代。研究人员认为，猛犸象TRPV3基因的变化可能帮助它们抵御较低的温度。

研究人员做了什么

哥伦比亚大学欧文医学中心的亚历山大·索博列夫斯基的实验室使用了一种叫做低温电子显微镜的强大成像技术来拍摄TRPV3分子的照片。最初的二维图像是通过将分子冻结在一个非常薄、透明的冰层中，并用电子轰击它们来收集的。研究人员随后使用计算工具将2D图像转换为详细的分子3D模型。

有什么新鲜事

这是科学家们第一次从原子的细节上看到TRPV3。研究人员获得了蛋白质两种状态的图像，揭示了通道是如何打开和关闭，让离子流入皮肤细胞的。

这种离子交换促使身体对疼痛、瘙痒和温度变化等感觉作出反应。该小组还发现了一种被称为2-APB的具有抗癌特性的小分子是如何与该通道相互作用并控制其功能的。

它解释了什么

这项研究中的结构为TRPV3的突变如何影响通道感知温度的能力提供了线索，并显示了脂质- - - - - -构成细胞膜大部分的分子- - - - - -联系几个地区的频道。猛犸象TRPV3在这些接触脂质的区域中有一个突变。

“温度影响脂质和蛋白质的相互作用，”索博列夫斯基说。“长毛象通道的突变最有可能影响这种相互作用，并可以解释这些动物是如何适应寒冷环境的。”

接下来是什么

研究人员将利用该结构来研究这种蛋白质的原子变化是如何导致其在人类疾病中发生故障的。“这项研究为科学家们提供了一个模板，他们可以用来设计更有效的药物来治疗这些与皮肤相关的疾病，”该论文的第一作者、索博列夫斯基实验室的博士后研究员阿普·辛格博士说。

更多的细节

亚历山大·索博列夫斯基博士是哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院生物化学和分子生物物理学副教授。

“瞬时受体电位通道TRPV3的结构与门控机制”研究发表在自然、结构与分子生物学2018年8月20日。

共同第一作者(来自哥伦比亚):Appu K. Singh和Luke L. McGoldrick。

这项工作得到了美国国立卫生研究院(T32 GM008224, R01 CA206573, R01 NS083660, GM103310)、安进青年研究员奖和Irma T. Hirschl职业科学家奖的支持。