閆致強(qiáng)教授一直致力于聽覺、觸覺的分子轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究,前期的工作鑒定了介導(dǎo)觸覺信號(hào)傳輸?shù)氖滓碾x子通道—TRP家族的NompC (Yan et al., Nature, 2013)。近期工作發(fā)現(xiàn)了TRP離子通道家族另一成員Brv1是一個(gè)能放大感受機(jī)械力敏感觸覺初級(jí)電流的基因,并為適應(yīng)時(shí)間的決定提供了可能的分子機(jī)制見解,發(fā)表在4月3日的《細(xì)胞報(bào)道》(Cell Reports)上 (圖1)。
圖1 論文首頁(yè)截圖
雖然前期鑒定了介導(dǎo)觸覺信號(hào)傳輸?shù)氖滓x子通道--TRP家族的NompC (Yan et al., Nature, 2013),但是觸覺導(dǎo)致的電信號(hào)是如何放大的機(jī)理并不清楚。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了果蠅行為篩選,發(fā)現(xiàn)TRP通道的成員Brv1突變的果蠅幼蟲對(duì)觸覺刺激的反應(yīng)有顯著的降低。利用免疫組化技術(shù),我們進(jìn)一步確認(rèn)Brv1在第三類多突觸神經(jīng)元表達(dá),而且Brv1突變的果蠅中第三類多突觸神經(jīng)元的對(duì)觸覺刺激的鈣成像反應(yīng)有明顯的下降。利用Brv1在培養(yǎng)細(xì)胞的表達(dá),研究人員發(fā)現(xiàn)Brv1表現(xiàn)出了典型的單通道特性,其電導(dǎo)在正電壓時(shí)大約是65 皮西門子(pico Simens),當(dāng)對(duì)其孔道區(qū)的關(guān)鍵氨基酸位點(diǎn)進(jìn)行突變后,其通道活性如預(yù)期有顯著的下降。在S2細(xì)胞表達(dá)Brv1后,Brv1對(duì)壓力有電流反應(yīng)。純化的Brv1蛋白也表現(xiàn)出了通道活性和機(jī)械敏感性。NompC單獨(dú)轉(zhuǎn)染S2細(xì)胞時(shí),如上所述,可以檢測(cè)到快速的失活電流;非常有趣的是,當(dāng)研究人員把NompC和Brv1一起轉(zhuǎn)染時(shí),發(fā)現(xiàn)這個(gè)電流的失活時(shí)間增加了近30倍,極大地放大了信號(hào)。綜合上述,研究發(fā)現(xiàn)TRP通道成員Brv1是一個(gè)在觸覺中有起放大電信號(hào)作用的陽(yáng)離子通道,是在2013年發(fā)表的NompC相關(guān)研究工作基礎(chǔ)上的推進(jìn),為理解觸覺轉(zhuǎn)導(dǎo)提供了深刻見解(圖2)。
圖2 機(jī)械壓力下觸覺信號(hào)傳導(dǎo)示意圖
復(fù)旦大學(xué)閆致強(qiáng)教授、浙江大學(xué)的李月舟教授為本文的共同通訊作者,閆致強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室章明鋒、浙江大學(xué)李夏為共同第一作者。閆致強(qiáng)教授得到中組部千人計(jì)劃(青年)、科技部重大研究計(jì)劃、國(guó)家基金委、上海市教委東方學(xué)者、上海市科委啟明星計(jì)劃的支持。
文章鏈接:http://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)30383-8.
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