Les scientifiques de Scripps Research ont résolu la structure d'une protéine clé qui détecte le gonflement de nos cellules. Cette protéine, appelé SWELL1 (ou LRRC8A), fonctionne comme un "canal ionique" sur la membrane cellulaire pour soulager la pression à l'intérieur des cellules.

La nouvelle étude, publié récemment dans la revue eLife , montre que SWELL1 est composé de six sous-unités qui se rencontrent au sommet, se regroupent pour former un manteau semblable à une méduse avec six vrilles pendantes.

"Cette structure donne un premier aperçu de la façon dont ce canal ionique détecte les changements de volume dans une cellule, " dit Jennifer Kefauver, étudiant diplômé à Scripps Research, l'Institut médical Howard Hughes, et premier auteur de la nouvelle étude.

SWELL1 a été découvert en 2014 dans le laboratoire d'Ardem Patapoutian, Doctorat., professeur à Scripps Research et chercheur au Howard Hughes Medical Institute. La découverte a ouvert la porte à des études cruciales sur le fonctionnement de la protéine.

La prochaine étape importante consistait à faire la lumière sur la structure moléculaire de SWELL1. Les scientifiques ont cherché à comprendre les bases de la façon dont ce canal ionique détecte les changements de volume. Pour faire ça, ils devaient jeter un œil à la machinerie moléculaire du canal.

Kefauver a dirigé des études en tant qu'étudiant conjoint entre les laboratoires de Patapoutian et Andrew Ward, Doctorat., professeur à Scripps Research et leader d'une technique d'imagerie à haute résolution appelée cryo-microscopie électronique (cryo-EM). Kefauver a utilisé des techniques cryo-EM pour résoudre la structure semblable à une méduse de SWELL1 et avoir un premier aperçu de la façon dont les ions peuvent voyager à travers le pore central du canal. "Jennifer a poursuivi la structure de SWELL1 avec une grande ténacité, ne négligeant rien et surmontant d'innombrables obstacles. C'était merveilleux de voir les fruits de son travail aboutir à une si belle structure, " dit Ward.

Ce nouveau regard sur le canal ionique suggère que les parties en interaction des sites des vrilles qui ont un sens de charge positif ou négatif entraînent un changement de la force ionique dans la cellule (une dilution du contenu en sel de la cellule lorsqu'elle absorbe de l'eau). Les résidus chargés pourraient envoyer un signal jusqu'au pore du canal, dire au canal de libérer les ions chlorure de la cellule et de relâcher la pression.

Kefauver espère que cette nouvelle vision de la structure pourra alimenter la recherche médicale. SWELL1 joue un rôle dans au moins une maladie, un déficit immunitaire appelé agammaglobulinémie. "Avoir la structure est vraiment important pour les scientifiques qui essaient de comprendre comment ce canal fonctionne et quelles mutations causant des maladies pourraient faire."

Prochain, les chercheurs ont examiné de plus près comment les différentes parties de la structure SWELL1 affectent la fonction du canal. Ils ont découvert que la mutation de la protéine sur l'un des deux sites empêche la structure de contrôler correctement le trafic à travers le canal ionique.

La nouvelle étude montre des faisceaux de la sous-unité SWELL1 seule et les scientifiques savent que SWELL1 doit être là pour un canal fonctionnel. Mais jusqu'à quatre autres sous-unités peuvent permuter dans la structure sur différents sites. Kefauver dit que la prochaine étape consiste à déterminer comment différentes combinaisons de sous-unités SWELL1 se réunissent pour former des canaux ioniques avec différentes activités.