juin 29, 2022

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Les scientifiques ont découvert une protéine dans les cellules en bâtonnets de la rétine qui nous aide à voir dans la pénombre

Des scientifiques de l’Institut Paul Scherrer ont découvert un composant essentiel de l’œil. Ils ont trouvé une protéine dans les cellules en bâtonnets de la rétine qui nous aide à voir dans la pénombre. De plus, la protéine agit comme un canal ionique dans la membrane cellulaire et est donc responsable de la transmission du signal lumineux de l’œil au cerveau.

Jacopo Marino, biologiste au laboratoire de recherche biomoléculaire du PSI, a déclaré : « Ces photocellules sont si sensibles à la lumière qu’elles peuvent détecter même un seul photon nous arrivant d’une partie très éloignée de l’univers – un exploit vraiment incroyable. cerveau pour éventuellement traduire ces faisceaux lumineux en une impression optique due en partie aux canaux ioniques nucléotidiques cycliques (CNG) ».

Les canaux ioniques, qui sont intégrés dans la membrane cellulaire des cellules du bacille, contrôlent si certaines molécules sont autorisées à passer dans la cellule réceptrice. Ce canal ionique a tendance à rester ouvert dans l’obscurité. Quand la lumière frappe Œil, il déclenche une série de processus dans les cellules du bacille.

Ce processus provoque la fermeture du canal ionique de lui-même. En fin de compte, cela empêche les particules chargées positivement, telles que les ions calcium, d’entrer dans la cellule.

Jacobo Marino a dit, Ce signal électrochimique continue à travers les neurones dans cortex visuel du cerveau, où une impression visuelle est créée – comme un éclair de lumière. L’idée de résoudre la structure de ce canal remonte à près de 20 ans lorsque Gebhard Schertler et Benjamin Kaupp ont effectivement collaboré sur ce sujet.

Les scientifiques ont d’abord extrait la protéine de canal des yeux de vaches fournies par un abattoir. Ce fut un processus complexe et ardu.

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Il m’a fallu près de deux ans pour obtenir suffisamment de protéines car elles sont délicates et se décomposent rapidement. De plus, il n’est disponible qu’en petites quantités dans le matériel source.

Plus tard, en utilisant la cryomicroscopie électronique, les scientifiques ont révélé la structure tridimensionnelle du canal ionique.

Diane Barrett a dit, « Contrairement aux études précédentes sur la structure du canal ionique, nous avons examiné la protéine native telle qu’elle se trouve dans l’œil. Nous sommes donc beaucoup plus proches des conditions réelles trouvées dans les organismes vivants. « 

Comprendre la structure normale de la protéine du canal pourrait aider à faire avancer le développement de traitements pour les troubles génétiques pour lesquels il n’existe aucun remède connu, comme la rétinite pigmentaire.

Jacobo Marino a dit, « Si nous pouvons trouver des molécules qui affectent la protéine d’une manière qui ferme complètement le canal, nous pouvons empêcher les cellules de mourir – et ainsi empêcher les gens de devenir aveugles. »

Les scientifiques ont également étudié la structure exacte de la protéine. Il se compose de trois groupes de sous-unité A et d’un groupe de sous-unité B. Un canal ionique fonctionnant correctement n’est possible que dans ce groupe.

Les scientifiques ont découvert que la sous-unité B joue un rôle vital : une arme secondaire de la protéine – un seul acide aminé – dépasse du reste de la protéine, comme une barrière croisée. Cela rétrécit le passage dans le canal au point où aucun ion ne peut passer.

doctorat Etudiante Diane Barrett Il a ditEt « لم يتوقع أحد ذلك – لقد كانت مفاجأة تامة. توجد بالفعل أماكن ضيقة أخرى في الوحدة الفرعية A – مثل البوابات الرئيسية – والتي كان يُعتقد سابقًا أنها الوحيدة. من المثير للاهتمام ملاحظة أن الحاجز الإضافي موجود في البروتين المأخوذ من عين البقرة ويبدو أنه ينطبق على جميع أنواع الحيوانات ، كما أظهر العلماء. سواء كانت التماسيح أو النسور أو البشر – فجميع الكائنات الحية التي لها قناة أيونية في أعينها لها نفس الأحماض الأمينية البارزة في هذا الموضع في البروتين. نظرًا لأنه تم الحفاظ عليه باستمرار أثناء التطور ، يجب أن يكون ضروريًا لتشغيل chaîne « .

Référence de la revue :

  1. Barret, DCA, Schertler, GFX, Benjamin Kaupp, U. et al. La structure du canal original CNGA1/CNGB1 CNG à partir de bâtonnets rétiniens bovins. Nat Stickm Mall Biol (2021). EST CE QUE JE: 10.1038 / s41594-021-00700-8
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