揭秘机械转导离子通道

当血液流经我们的血管时，构成这些血管的细胞会对血流的剪切应力做出反应，以确保正常的循环。这种将机械力转化为生物功能的过程称为“机械转导”。

但是，这一过程背后的专用机械传感器(力传感器)的类型以及它们如何能够感知力并随后转换为下游生物功能，仍然存在一些谜团。

生物物理学会第 60 届年会于 2016 年 2 月 27 日至 3 月 2 日在加利福尼亚州洛杉矶举行，中国北京清华大学药学院副教授肖白龙将分享一项重大发现在探索新发现的机械传感器如何在分子水平上发挥作用时制作的。

“机械敏感通道代表一类对机械力刺激做出反应并允许离子进入或离开细胞的离子通道，”肖解释道。“它们被怀疑是机械传导的关键机械传导器，但直到斯克里普斯大学 Ardem Patatpoutian 博士的实验室鉴定出进化上保守的 Piezo 蛋白家族(包括 Piezo1 和 Piezo2)之前，哺乳动物中机械敏感阳离子通道的分子身份还是未知的。 2010年研究所”。

从那时起，研究表明压电蛋白在各种机械转导过程中发挥着关键作用。“例如，Piezo1 在感知血流相关剪切应力方面发挥着关键作用，从而控制血管发育和功能，”他说。“在人类中，Piezo1 或 Piezo2 基因的突变与遗传疾病有关。”

压电蛋白是复杂的跨膜蛋白，与任何已知类型的离子通道不具有显着的序列同源性。“这些特征使得使用传统的定点诱变方法研究它们的结构-功能关系变得困难，”肖解释道。“在 Patatpoutian 实验室担任博士后期间，我们之前证明了 Piezo1 蛋白形成了一类新型离子通道。”该工作于2012年发表在《自然》杂志上，肖为共同第一作者。

但基本问题仍未得到解答，其中包括：这些蛋白质如何三维地组织成机械敏感通道?它们如何传导离子并对力刺激做出反应?