«Строго говоря, это не новая техника, а скорее новая комбинация доступных техник», — объясняет Сурав Мэйти, исследователь Международной школы перспективных исследований (SISSA) в Триесте. Мэйти только что опубликовал то, что на самом деле является его докторской диссертацией SISSA по естественным коммуникациям, — завидный и исключительный результат, по крайней мере, в начале академической карьеры.«Этот метод обеспечивает отличное пространственное разрешение для просмотра молекулярной структуры с тем преимуществом, что нам не нужно очищать молекулы, что мы имеем в виду с помощью традиционной спектроскопии, метода, который в настоящее время предлагает наиболее точные изображения», — объясняет Винсент Торре. , профессор SISSA, который координировал исследование. «Этот метод позволяет изучать молекулы в их естественной« среде », in situ, что невозможно с другими методами».
Используя этот метод, Мэйти и его коллеги смогли наблюдать невиданные ранее вещи. В ходе исследования был изучен белок семейства ионных каналов с циклическими нуклеотидами (CNG), который находится в светочувствительных стержневых клетках сетчатки и играет важную роль в фототрансдукции (преобразовании светового стимула в электрический нервный сигнал).
«Мы первые, кто внимательно и исчерпывающе изучил трансмембранный домен CNG, часть, погруженную в липидный слой клеточной мембраны, и документально подтвердили, что открытие и закрытие канала соответствует структурному изменению в молекуле», — комментирует Мэйти. Таким образом, механизм закрытия и открытия становится менее загадочным, и это важно, поскольку однажды мы надеемся, что сможем использовать эти «шлюзы», например, для доставки определенных лекарств непосредственно в клетку.
Мэйти и его коллеги также обнаружили, что белок канала CNG «в состоянии покоя», то есть в его стабильной конформации, не всегда один и тот же. «Он представлен по крайней мере в трех формах, что до сих пор полностью игнорировалось. Эта структурная изменчивость, однако, не соответствует различным рабочим механизмам», — объясняет Мэйти. «Это всего лишь три стабильные конформации, которые может принимать белок, но это не влияет на его свойства».
Подробнее …Метод, использованный в исследовании, представляет собой комбинацию различных техник. Он основан на силовой спектроскопии одиночных молекул, в которой используется атомно-силовая микроскопия. В исследовании этот метод использовался наряду с электрофизиологией и биоинформатикой, а также с использованием мутагенеза.
Это обеспечивает подробное изображение молекулярной структуры без недостатка, связанного с необходимостью очистки молекул (и удаления их из их естественного окружения), как в рентгеновской спектроскопии.«Используя этот метод, мы можем узнать о большом количестве белков более подробно, чем было получено до сих пор, и, что более важно, мы можем сделать это in situ, например, без необходимости удалять мембранный белок из самой мембраны», — объясняет Мэйти, который сейчас продолжает свои исследования, анализируя другие белки, такие как родопсин, пигмент, отвечающий за зрение, который обычно содержится в различных формах в стержневых клетках сетчатки.
В исследовании приняли участие также Моника Маццолини, Мануэль Арканджелетти и Паоло Фабрис, научные сотрудники SISSA.