來自清華大學(xué)的研究人員報(bào)告稱，他們確定了哺乳動(dòng)物機(jī)械敏感性Piezo1通道的結(jié)構(gòu)。這一重要的研究成果發(fā)布在9月21日的《自然》（Nature）雜志上。

機(jī)械敏感性陽(yáng)離子通道通過一個(gè)叫做機(jī)械力傳導(dǎo)的過程，在將機(jī)械刺激轉(zhuǎn)化為各種生物活動(dòng)，如觸覺、聽覺和血壓調(diào)控中起著重要的作用。近期鑒別出的Piezo蛋白是后生動(dòng)物中人們長(zhǎng)期尋求的機(jī)械敏感性陽(yáng)離子通道的一個(gè)成孔亞基。研究證實(shí)果蠅的Piezo基因與機(jī)械傷害感受有關(guān)。在脊椎動(dòng)物中有兩種Piezo蛋白：Piezo1和Piezo2。

在包括魚類、鳥類、嚙齒類動(dòng)物和人類在內(nèi)的脊椎動(dòng)物中，Piezo2介導(dǎo)了輕觸覺。相比之下，Piezo1在多種生理過程，包括感知血流剪切應(yīng)力以正確形成血管，調(diào)控紅細(xì)胞功能，及控制細(xì)胞遷移和分化中發(fā)揮廣泛的作用。在人類，PIEZO1或PIEZO2突變與幾種遺傳病，包括脫水遺傳性口形紅細(xì)胞增多癥、5型關(guān)節(jié)攣縮癥、Gordon綜合征及Marden–Walker綜合征有關(guān)。這些研究發(fā)現(xiàn)表明了Piezo通道的功能重要性、病理相關(guān)性及作為治療靶點(diǎn)的潛力。

盡管證實(shí)了Piezo蛋白的功能重要性，但目前對(duì)于它們的門控機(jī)制和三維（3D）結(jié)構(gòu)卻并不清楚。它們與所有已知的離子通道類型，如電壓門控通道或配體門控通道、瞬時(shí)感受器電位(TRP)通道、原核生物機(jī)械敏感性通道或真核生物機(jī)械敏感性雙孔鉀離子通道，都沒有顯著的序列和結(jié)構(gòu)同源性。哺乳動(dòng)物Piezo包含了2,500個(gè)殘基，預(yù)測(cè)有著許多的跨膜片段，形成了同源寡聚化通道復(fù)合物。但對(duì)于其化學(xué)計(jì)量、拓?fù)鋵W(xué)、結(jié)構(gòu)及與孔形成、力傳感和調(diào)控相關(guān)的功能結(jié)構(gòu)域卻仍誘導(dǎo)解決。

在這篇Nature文章中作者們報(bào)告稱，他們通過結(jié)合蛋白質(zhì)工程、X-射線晶體學(xué)、單顆粒冷凍電子顯微鏡及活細(xì)胞免疫染色，獲得了分辨率為4.8埃（Å）的全長(zhǎng)（2,547個(gè)氨基酸）小鼠Piezo1 (Piezo1)的結(jié)構(gòu)。由此提供了有關(guān)這類新型機(jī)械敏感性離子通道離子傳導(dǎo)及門控機(jī)制的一些重要見解。