Исследование, проведенное в Орегонском университете здоровья и науки, опубликовано сегодня в журнале Nature.
Новое исследование фокусируется на организации и функции рецепторов глутамата, типа рецептора нейромедиатора, участвующего в восприятии сигналов между нервными клетками в области гиппокампа мозга. Исследование раскрывает молекулярную структуру трех основных комплексов рецепторов глутамата в гиппокампе.
Результаты могут быть немедленно полезны при разработке лекарств от таких состояний, как эпилепсия, – сказал старший автор Эрик Гуо, доктор философии.D., старший научный сотрудник Института Воллума OHSU, Дженнифер и Бернар Лакроут, заведующая кафедрой нейробиологических исследований и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза.
«Эпилепсия или судорожные расстройства могут иметь множество причин», – сказал он. "Если кто-то знает первопричину судорожной активности конкретного человека, то, возможно, вы сможете разработать небольшие молекулы, чтобы модулировать эту активность."
Работая с моделью мыши, исследователи из OHSU совершили прорыв, разработав химический реагент на основе моноклональных антител для выделения рецептора и комплекса окружающих его субъединиц. Затем они изобразили совокупность с помощью современной криоэлектронной микроскопии в Тихоокеанском Северо-Западном Крио-ЭМ центре, расположенном в кампусе Южного Берега Южного Уотерфронта в Портленде.
Гуо ожидает, что этот метод изменит структурную биологию.
«Это действительно открывает дверь для целенаправленного воздействия на молекулы, на которые необходимо воздействовать, чтобы лечить определенное состояние», – сказал он. "Большая часть разработки лекарств основана на структуре, когда вы видите, как выглядит замок, а затем разрабатываете ключ. Если вы не знаете, как выглядит замок, то разработать ключ гораздо сложнее."
Раньше ученым приходилось полагаться на имитацию реальных рецепторов с помощью искусственной инженерии рецепторов путем комбинирования сегментов ДНК в культуре тканей. Однако у этой техники есть очевидные недостатки.
«Это не работает идеально, потому что настоящие рецепторы окружены группой дополнительных, иногда ранее неизвестных, субъединиц», – сказал Гуо.
Новые реагенты для моноклональных антител, также разработанные в OHSU, позволили ученым выделить настоящие рецепторы глутамата из ткани мозга мышей. Затем они смогли отобразить эти образцы в деталях, близких к атомарным, с помощью крио-ЭМ, что позволило им захватить всю совокупность трех типов рецепторов глутамата вместе с их вспомогательными субъединицами.
«Раньше это было невозможно сделать, потому что у нас не было хорошего способа изолировать молекулы и увидеть, как они выглядят», – сказал Гуо. "Так что это супер захватывающее событие."