Des chercheurs de l'UT Southwestern ont publié aujourd'hui dans La nature plans à l'échelle atomique de la classe la plus abondante de récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine dans le cerveau. Une compréhension structurelle de la protéine, trouve dans les neurones, pourrait conduire à de nouvelles façons de traiter la dépendance à la nicotine causée par le tabagisme et le vapotage.

Structures tridimensionnelles du récepteur nicotinique de l'acétylcholine déterminées par cryo-EM, avec l'aimable autorisation de Hibbs Lab. "Lorsque ce récepteur se lie soit au neurotransmetteur acétylcholine, soit à la nicotine, elle conduit à l'activation du neurone, qui envoie ensuite des signaux à d'autres neurones, " a déclaré le Dr Ryan Hibbs, auteur correspondant de l'étude et professeur adjoint de neurosciences et de biophysique au Peter O'Donnell Jr. Brain Institute de l'UT Southwestern. "Ce processus de" neurotransmission chimique "est à la base de toute communication rapide entre les neurones. Ce récepteur spécifique est étroitement lié à la dépendance à la nicotine."

Les chercheurs ont obtenu les structures à haute résolution à l'aide de l'installation de cryo-microscopie électronique (cryo-EM) de 22,5 millions de dollars de l'Université, où les échantillons sont rapidement congelés pour empêcher la formation de cristaux de glace dommageables, puis visualisés à moins 321 degrés Fahrenheit (températures cryogéniques). L'installation de l'UT Southwestern, qui fonctionne 24 heures sur 24, est l'une des meilleures installations au monde pour la biologie structurale cryo-EM.

Deux aspects nouveaux de l'étude la distinguent dans les domaines de la biologie structurale et des neurosciences. D'abord, les chercheurs ont découvert une nouvelle biologie sur la façon dont le récepteur se lie à la nicotine dans le cerveau, dit le Dr Hibbs. Deuxièmement, il y a les découvertes liées aux aspects techniques de la façon dont la protéine s'assemble.

"La découverte que nous avons faite sur les différentes manières dont la nicotine interagit avec ce récepteur peut aider à concevoir des médicaments pour traiter la dépendance à la nicotine et la neurodégénérescence, " il a ajouté. " En ce qui concerne l'assemblage du récepteur, les techniques classiques de détermination de structure nécessitent généralement un échantillon homogène. Cependant, pour cette protéine, le récepteur s'assemble de multiples façons qui ont des conséquences biologiques importantes. Par exemple, un déséquilibre dans le rapport des deux arrangements de sous-unités est lié à la fois à la dépendance à la nicotine et à l'épilepsie congénitale."