Canal TRPV6 dans les états fermé et ouvert. Crédit :laboratoire Sobolevsky/CUMC
Les chercheurs du Columbia University Medical Center (CUMC) ont obtenu les premiers instantanés détaillés de la structure d'un pore membranaire qui permet aux cellules épithéliales d'absorber le calcium. Les résultats pourraient accélérer le développement de médicaments pour corriger les anomalies de l'absorption du calcium, qui ont été liés aux cancers du sein, endomètre, prostate, et côlon.
L'étude a été publiée aujourd'hui dans l'édition en ligne de La nature .
Bien que la majeure partie du calcium du corps soit stockée sous forme de minéral dans les os, une quantité soigneusement contrôlée de cet élément chimique est transportée dans la cellule, sous sa forme ionique, où il joue un rôle vital dans la gouvernance des fonctions cellulaires. Les cellules régulent l'absorption du calcium à travers des pores spéciaux, ou chaînes, qui s'ouvrent et se ferment au besoin. TRPV6 est un canal protéique situé dans les membranes des cellules épithéliales, qui tapissent les parois de l'intestin, et contribuent à l'absorption du calcium alimentaire. Des aberrations dans les canaux TRPV6 peuvent contribuer au développement du cancer en perturbant le contrôle de la prolifération cellulaire et de la mort cellulaire.
Les chercheurs ont utilisé la microscopie cryoélectronique avancée pour imager TRPV6. La microscopie cryoélectronique, une technique d'imagerie qui combine des milliers d'images individuelles de molécules congelées en des représentations tridimensionnelles finement détaillées, a été lancée par Joachim Frank, Doctorat, biologiste structurale au département de biochimie du CUMC, qui a reçu le prix Nobel de chimie en octobre pour ce travail.
Canal TRPV6 dans les états fermé et ouvert. Crédit :laboratoire Sobolevsky/CUMC
En comparant les structures des canaux, dans les états ouvert et fermé, les chercheurs ont pu déterminer que la partie centrale du canal (quatre segments protéiques hélicoïdaux étroitement alignés) effectue une torsion subtile, permettant à TRPV6 de s'ouvrir.
"Nous avons découvert que le canal calcique s'ouvre en réponse aux changements dans la partie médiane de chaque hélice centrale, amener les segments protéiques à se plier et à tourner vers l'extérieur pour créer une ouverture juste assez large pour permettre à un ion calcium de passer à travers, " a déclaré le responsable de l'étude Alexander I. Sobolevsky, Doctorat, professeur agrégé de biochimie et de biophysique moléculaire au CUMC. "Si l'on pouvait regarder droit dans le canal, cela ressemblerait à l'ouverture de l'iris d'un œil."
Le canal peut basculer entre les états ouvert et fermé extrêmement rapidement, au besoin pour alimenter la cellule en calcium.
"Nos résultats nous aideront à mieux comprendre comment les changements dans les canaux TRPV6 contribuent aux maladies humaines telles que le cancer, et fournir un modèle pour la conception de médicaments qui corrigent ces anomalies, " a déclaré le Dr Sobolevsky.
L'étude s'intitule, "Ouverture du canal calcique épithélial humain TRPV6."
