Des scientifiques du Scripps Research Institute (TSRI) ont résolu le mystère de la structure de Piezo1, un membre d'une famille de protéines qui convertissent les stimuli physiques tels que le toucher ou le flux sanguin en signaux chimiques. Les résultats, publié aujourd'hui dans la revue La nature , montrer la voie pour cibler les maladies où Piezo1 est muté, tels que la stomatocytose héréditaire déshydratée et le lymphœdème congénital.

"Cette structure fournit une compréhension fondamentale de la façon dont les protéines détectent la force mécanique, et éclairera les régions de Piezo1 qui peuvent être ciblées à l'aide de petites molécules ou d'anticorps, " dit Ardem Patapoutian, Doctorat, un professeur TSRI et chercheur au Howard Hughes Medical Institute, qui a codirigé la nouvelle étude avec le professeur TSRI Andrew Ward, Doctorat.

Piezo1, et la protéine étroitement apparentée Piezo2, ont été découverts dans le Patapoutian Lab en 2010. Les piézos sont connus sous le nom de canal ionique - ils laissent les ions traverser un pore en réponse à un stimulus mécanique (alias toucher). Ces protéines ont été trouvées dans des types cellulaires disparates et se sont déjà révélées être des acteurs clés de la neurobiologie sensorielle et de la physiologie vasculaire.

Jusqu'à maintenant, cependant, les chercheurs ne savaient pas à quoi ressemblait Piezo1 au niveau structurel, c'est à dire., comment ses parties s'assemblent.

La nouvelle étude, réalisée avec une technique d'imagerie à haute résolution appelée cryo-microscopie électronique (cryoEM), montre que Piezo1 est composé de trois "lames" incurvées encerclant un pore central. Les chercheurs pensent que ces lames se déplacent en réponse à une force mécanique, qui ouvre et ferme le pore pour laisser passer les ions pour envoyer le signal pour communiquer le toucher.

Une structure en forme de poutre sert de colonne vertébrale à chaque pale. Un "domaine d'ancrage" entoure le pore où les lames rencontrent le milieu.

"C'est une belle structure, " dit Patapoutian. " Les caractéristiques identifiées dans cette étude nous donnent des indices alléchants sur la façon dont ce canal ionique détecterait et réagirait à la tension membranaire. "

Ward dit que la structure Piezo1 est unique car elle semble être une protéine "tout-en-un", ce qui signifie qu'il n'a pas besoin de se connecter à d'autres protéines ou structures cellulaires pour faire son travail en transmettant un signal.

La prochaine étape de cette recherche consiste à examiner l'architecture globale de Piezo1 et à déterminer le fonctionnement de chaque pièce. Les scientifiques espèrent examiner cette protéine dans différentes conformations en plus de la conformation fermée observée dans la présente étude.

"Cela nous donne une bonne occasion d'étudier comment la sensation de force, ou transduction, fonctionne vraiment, " dit Kei Saotome, Doctorat, Associé de recherche TSRI et premier auteur de la nouvelle étude.