Los científicos del Instituto de Investigación Scripps (TSRI) han resuelto el misterio de la estructura de Piezo1, miembro de una familia de proteínas que convierten los estímulos físicos como el tacto o el flujo sanguíneo en señales químicas. Los resultados, publicado hoy en la revista Naturaleza , señalar el camino para atacar enfermedades en las que Piezo1 está mutado, tales como estomatocitosis hereditaria deshidratada y linfedema congénito.

"Esta estructura proporciona una comprensión fundamental de cómo las proteínas perciben la fuerza mecánica, y arrojará luz sobre las regiones dentro de Piezo1 que pueden ser dirigidas usando moléculas pequeñas o anticuerpos, "dice Ardem Patapoutian, Doctor, un profesor de TSRI e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, quien codirigió el nuevo estudio con el profesor Andrew Ward de TSRI, Doctor.

Piezo1, y la proteína Piezo2 estrechamente relacionada, fueron descubiertos en el Patapoutian Lab en 2010. Los piezos se conocen como un canal iónico:dejan iones a través de un poro en respuesta a un estímulo mecánico (también conocido como tacto). Estas proteínas se han encontrado en diferentes tipos de células y ya se ha demostrado que son actores clave en la neurobiología sensorial y la fisiología vascular.

Hasta ahora, sin embargo, los investigadores no sabían cómo se veía Piezo1 a nivel estructural, es decir., cómo se unen sus partes.

El nuevo estudio, llevada a cabo con una técnica de imagen de alta resolución llamada microscopía crioelectrónica (cryoEM), muestra que Piezo1 está formado por tres "hojas" curvas que rodean un poro central. Los investigadores creen que estas hojas se mueven en respuesta a la fuerza mecánica, que abre y cierra el poro para dejar pasar los iones para enviar la señal para comunicar el tacto.

Una estructura en forma de viga sirve como columna vertebral para cada pala. Un "dominio de anclaje" rodea el poro donde las hojas se encuentran con el medio.

"Es una estructura hermosa, ", dice Patapoutian." Las características identificadas en este estudio nos dan pistas tentadoras sobre cómo este canal iónico detectaría y respondería a la tensión de la membrana ".

Ward dice que la estructura Piezo1 es única porque parece ser una proteína "todo en uno", lo que significa que no necesita conectarse con otras proteínas o estructuras celulares para hacer su trabajo de transmitir una señal.

El siguiente paso en esta investigación es examinar la arquitectura general de Piezo1 y determinar cómo funciona cada pieza. Los científicos esperan observar esta proteína en diferentes conformaciones además de la conformación cerrada observada en el estudio actual.

"Esto nos brinda una buena oportunidad para investigar cómo la fuerza de la sensación, o transducción, realmente funciona "dice Kei Saotome, Doctor, Investigador asociado de TSRI y primer autor del nuevo estudio.