松鼠帮助科学家了解我们如何感知热量

地松鼠中的热敏分子的第一个完整的高分辨率图像正在帮助研究人员了解我们如何感测温度,可能导致新的止痛药的发展。

像其他哺乳动物一样,地松鼠通过分布在感觉神经表面的一种叫做TRPV1受体的分子来感知环境温度。

TRPV1分子的图像
TRPV1受体的Cryo-EM地图。从Nadezhdin等(2021)

但与大多数哺乳动物不同,地松鼠热爱热量。地松鼠 - 看起来像草原狗和炎热气候中的花栗鼠茁壮成长,部分原因是它们的TRPV1受体不会被极端热量激活。即使在115f(46℃)度的温度下,地鼠含量也是含量,并且它们的TRPV1受体仍然没有动态。

“了解地松鼠TRPV1如何感知热量也可以为人类TRPV1如何感知热量提供线索,这一点也不为人所知,”他说亚历山大Sobolevsky博士,哥伦比亚大学生物化学和分子生物物理学副教授在哥伦比亚大学Vagelos医师和外科医生,他领导了成像学习。

为了获得图像,研究人员首先在实验室中合成地松鼠TRPV1分子,然后将它们放在电子显微镜下,使用Colombia Nobel Laureate Joachim Frank,Phd,生物化学教授和分子生物物理学博士学位。

新的图像是全尺寸TRPV1中的第一个,他们揭示了以前的研究未能捕获在温度检测中的基本作用中未能捕获的帽子。

TRPV1不仅感应体质,它还检测辣椒的辛辣热量,而是通过不同的机制。研究人员捕获了辣椒素的图像,热量背后的分子,与TRPV1结合,表明该分子在细胞膜中取代的必要脂质,该细胞膜也被认为参与感测高温。需要更多的研究来完全理解TRPV1如何通过热量,辣椒素和其他分子激活。

Trpv1的插图
TRPV1受体的新图像开始揭示分子如何感测辣椒的热温和辣椒的热量(通过胡椒的辣椒素)。帽在温度传感中起重要作用,但辣椒蛋白通过不同的机制激活受体。来自亚历山大Sobolevsky的图像。

TRPV1受体也与疼痛有关,额外的图像也有助于设计针对TRPV1的新的止痛剂。TRPV1受体也被发现存在于感觉系统之外,目前正被研究作为炎症性肠病、癌症和其他疾病的治疗方法。

“我们从TRPV1的完整图像中获得的新细节告诉了我们分子是如何工作的,”索博尔列夫斯基实验室的博士后研究员、这篇论文的第一作者基里尔·纳德日丁(Kirill Nadezhdin)说,“这些信息有助于设计新的治疗方法。”

参考文献

更多信息

研究,标题为“细胞外帽域是TRPV1门控机制的重要组成部分,“于2021年4月12日出版,在自然通信。

作者:Kirill D. Nadezhdin(哥伦比亚大学),Arthur Neuberger(哥伦比亚大学),Yory A. Nikolaev(耶鲁大学),Lyle A. Murphy(Yale University),Elena O.Gracheva(耶鲁大学),Sviatoslav N. BagriantSev(耶鲁大学),亚历山大I. Sobolevsky(哥伦比亚大学)。

这项研究得到了美国国立卫生研究院(授权1R01NS091300, 1R01NS097547, R01CA206573, R01NS083660, R01NS107253)和美国国家科学基金会(授权1754286,1923127,1818086)的支持。

该作品在哥伦比亚大学冷冻电子显微镜中心进行,是国家Cryoem接入和培训中心(NCCAT),以及位于纽约结构生物学中心的西蒙电子显微镜中心,由NIH普通基金转型性高 -分辨率冷冻电子显微镜程序(U24 GM129539),并由Simons Foundation(SF349247)和纽约州大会的补助金。

作者声明没有竞争利益。