Regulierung ihres Volumens von Schwellungen übermäßig zu halten : Ein Team von Wissenschaftlern am Scripps Research Institute ( TSRI ) geführt hat, eine lang gesuchte Protein, das eine der Grundfunktionen von Zellen erleichtert identifiziert.
Die Identifizierung des Proteins , genannt SWELL1 , löst eine jahrzehntelange Geheimnis der Zellbiologie und verweist auf weitere Erkenntnisse über seine Rolle in Gesundheit und Krankheit - inklusive einer schweren Immunschwäche , die von ihrer Fehlfunktion zur Folge haben wird .
"Zu wissen, die Identität dieses Proteins und seines Gens eröffnet ein breites neuen Weg der Forschung ", sagte der Studie Principal Investigator Ardem Patapoutian , ein Howard Hughes Medical Institute ( HHMI ) Investigator und Professor an TSRI die Dorris Zentrum für Neurowissenschaften und Abteilung für Molekulare und Zelluläre Neuroscience.
Der Bericht wird als Titelgeschichte in der 10. April 2014 Ausgabe der Zeitschrift Cell.
Wasser tritt durch die Membran von den meisten Zellen mit relativer Leichtigkeit und neigt dazu, in einer Richtung, die die Konzentration des gelösten Molekülen oder ausgleicht fließen " Solute ". "Wasser in der Tat folgt die gelösten Stoffe ", erklärte Zhaozhu Qiu , ein Mitglied der Patapoutian Labor , die Erstautorin der Studie war . "Jede Abnahme der Konzentration an gelösten Stoffen außerhalb einer Zelle oder einem Anstieg innerhalb der Zelle macht die Zelle quellen mit Wasser. "
Eine nicht identifizierte Ionenkanal in der Zellmembran , genannt VRAC ( volumenregulierten Anionenkanal ) : Seit Jahrzehnten haben Experimente die Existenz eines Schlüsselentlastungsventilfür diese Schwellung nachgewiesen . VRAC wird in Reaktion auf die Zellschwellung und ermöglicht einen Abfluss von Chloridionen und einige andere negativ geladene Moleküle - die Wassermoleküle zu folgen, damit die Schwellung zu reduzieren .
"In den vergangenen 30 Jahren haben Wissenschaftler bekannt , dass es diese VRAC -Kanal , und doch haben sie nicht ihre molekulare Identität bekannt", sagte Patapoutian .
Das Finden der Proteine, die machen VRAC und ihre Gene war ein Ziel, dass frühere Versuche wegen der technischen Hürden beteiligt entgangen war . In der neuen Studie waren Qiu und seine Kollegen in der Lage, die Einrichtung eines schnellen , " Hochdurchsatz " Screening-Test auf Basis von Fluoreszenz. Sie entwickelt, menschliche Zellen , um ein fluoreszierendes Protein, dessen Schein würde ausgelöscht werden , wenn die Zellen schwollen an und VRAC Kanäle geöffnet zu produzieren.
Mit Hilfe von automatisierten Screening -Spezialisten an der La Jolla -basierte Genomics Institute der Novartis Research Foundation (GNF ), die seit kurzem eine breite neue Kooperationsvereinbarung mit TSRI , kultiviert das Team große Arrays der Zellen und , mit einer Technik bekannt als RNA-Interferenz , blockiert die Aktivität von einem anderen Gen, das für jeden Zellklumpen .
Die Idee war, für die Gruppen von Zellen, die zu glühen weiter zu beobachten - was anzeigt, dass die Gen-Inaktivierung hatte VRAC gestört.
Auf diese Weise mit mehreren Testrunden , gesiebt das Team über das menschliche Genom und schließlich fand ein Gen, dessen Störung VRAC Aktivität zuverlässig beendet. Es war ein Gen, das im Jahr 2003 entdeckt und als katalogisiert worden " LRRC8 . " Wie man es für ein Ionenkanal erwarten - - Auch wenn es für einen Zell- Transmembranproteincodieren erschien fast nichts anderes wurde darüber bekannt.
Das Team umbenannt SWELL1 .
Weitere Untersuchung zeigten die Forscher, dass SWELL1 tatsächlich an die Zellmembran als Ionenkanalproteinwürde lokalisieren. Experimente, die von Adrienne Dubin , einer wissenschaftlicher Mitarbeiter am TSRI , hat gezeigt, dass bestimmte Mutationen des SWELL1 ändern Ionen vorbei Eigenschaften des VRAC Kanals - darauf hinweist, dass SWELL1 ist ein zentrales Merkmal des Ionenkanals selbst.
"Es ist zumindest ein Großteil des VRAC Kanal, für den Zellbiologen haben die Suche die ganze Zeit ", sagte Patapoutian .
Patapoutian , Qiu und ihre Kollegen jetzt wird SWELL1 weiter zu untersuchen , einschließlich der Prüfung von dem, was passiert mit Labormäuse , die das Protein in verschiedenen Zelltypen fehlen .
Erstaunlicherweise wurde das Gen für SWELL1 ersten Wissenschaftler bemerkt , da eine Mutante , dysfunktionalen Form davon bewirkt eine sehr seltene Art von Agammaglobulinämie - einen Mangel an Antikörper -produzierenden B-Zellen, die einer Person ungewöhnlich anfällig für Infektionen verlässt . Das deutet darauf hin , dass SWELL1 irgendwie für den normalen B-Zell- Entwicklung erforderlich.
"Es gibt auch schon Vorschläge aus früheren Studien, dass dieses Volumen empfindlichen Ionenkanal beteiligt ist Schlaganfall wegen der GehirngewebeSchwellungen, die bei Schlaganfall und dass es auch in der Sekretion von Insulin durch Zellen der Bauchspeicheldrüse beteiligt werden verbunden ", sagte Patapoutian . " So gibt es zahlreiche Hinweise gibt, über seine Bedeutung für Krankheit - wir müssen nur gehen und herauszufinden alles jetzt aus . "