Forscher an der Johns Hopkins haben eine starke Familienmerkmal in zwei entfernte Verwandte entdeckt : Die Kanäle , die den Eintritt von Natrium zu ermöglichen, und Kalzium Ionen in die Zellen erweisen sich ähnliche Mittel zur Regelung Ionen- Aufnahme zu teilen , heißt es. Beide Kanäle sind wichtig, um das Leben. Mit den richtigen Konzentrationen von Natrium und Calcium-Ionen in Zellen ermöglicht gesunden Hirnkommunikation , Herzkontraktion und viele andere Prozesse . Die neuen Erkenntnisse dürfte Entwicklung von Medikamenten für Kanal bedingten Krankheiten , die von Hilfe Epilepsie um Herzerkrankungen zu Muskelschwäche.
" Diese Entdeckung war lange auf sich warten ", sagt David Yue, MD, Ph.D., Professor an der Johns Hopkins University School of Medicine Department of Biomedical Engineering . Bericht seines Teams , die in der Zeitschrift Cell erscheint , hatte seine Entstehung in den 1990er Jahren mit der Beobachtung einer anderen Gruppe, die Natrium- und Kalziumkanäle zu tragen eine auffallende Ähnlichkeit in einem kleinen Teil eines ansonsten sehr unterschiedlichen Struktur . " Es sah aus wie dieses ' Ähnlichkeit Element " könnte ein molekulares Zeitkapsel aus einer urzeitlichen Ionenkanal gedacht, um verschiedene Natrium- und Kalziumkanäle vor einer Milliarde Jahren geboren wurden , abgeleitet werden ", sagt Yue .
Für Kalziumkanäle , fand Yue und anderen Forschungsgruppen , dass die Ähnlichkeit Element unterstützt eine wichtige Funktion , verhindern den Kanal zu öffnen , wenn die zelluläre Calciumspiegel hoch wird aus . Dies verhindert, dass zu viel Kalzium aus dem Aufbau in den Zellen , ähnlich wie ein Thermostat regelt Haushalt Temperaturen . Dieses Kalzium Kontrolle erfordert ein Calcium-sensitiven Molekül namens Calmodulin , die Kanäle innerhalb der Ähnlichkeit Element bindet .
Das Bild für die Natriumkanäle , war jedoch trüber , mit verschiedenen Forscher berichten widersprüchliche Erkenntnisse darüber, ob Calmodulin und die Ähnlichkeit Element verhindern, dass die Öffnung der Natriumkanäle ; Vielleicht wurde die Zeitkapsel über die Jahrtausende beschädigt oder war nie da .
Manu Ben- Johny, ein Doktorand in Yue Labor , nahm die Frage. "Wir dachten , dass die widersprüchlichen Ergebnissen für Natriumkanäle könnte zu Schwierigkeiten bei der bestehenden Verfahren , um die Calciumkonzentrationen , die diese Kanäle beeinflussen könnten Kontrolle zusammenhängen ", sagt Ben- Johny .
Auf der Suche nach einem neuen Weg , um das Problem , Yue -Team gebunden Calciumionen in molekularen " Käfige " , die mit einem Lichtblitz geöffnet werden konnte nähern. So konnten sie " schmuggeln " Calcium-Ionen in die Zellen und sehen, was passiert , um Natrium-Kanäle , wenn die Calciumkonzentration änderte sich schlagartig . Sie fanden heraus, dass, wie bei Calciumkanäle , verursacht erhöhte Calcium- Calmodulin -Konzentrationen innerhalb der Ähnlichkeit Element Natriumkanäle nach der Calciumkanälebinden und deren Öffnen verhindert wird .
Die Auswirkungen eines gemeinsamen Bedienelement in Natrium- und Kalziumkanäle sind enorm , sagt Yue , darunter einheitliche Verständnis der Bedingungen, die von Mängeln in der Calcium- Steuer dieser Kanäle springen . Außerdem sagt er, " Forscher haben lange gesucht Medikamente, die Natrium- und Kalziumkanäle in neuen Wegen zu modulieren. Targeting die gemeinsame Steuerelementbietet eine neue Grenze für die Entwicklung der nächsten Generation Arzneimittel. "