电子显微镜图像显示细胞如何吸收重要的矿物质

哥伦比亚大学医学中心(CUMC)的研究人员获得了膜孔结构的第一个详细快照，使上皮细胞能够吸收钙。该研究结果可以加速药物的开发，以纠正钙摄取异常，这与乳腺癌，子宫内膜癌，前列腺癌和结肠癌有关。该研究发表于今天的在线版“自然”杂志上。

虽然大部分身体的钙作为矿物质储存在骨骼中，但是这种化学元素的精确控制量以其离子形式被输送到细胞中，在细胞功能中它起着至关重要的作用。细胞通过特殊的孔或通道调节钙的摄取，根据需要打开和关闭。TRPV6是一种蛋白质通道，位于上皮细胞膜中，排列在肠壁上，有助于摄取钙。TRPV6通道中的异常可能通过破坏细胞增殖和细胞死亡的控制而促成癌症的发展。

研究人员使用先进的低温电子显微镜对TRPV6进行成像。冷冻电子显微镜是一种成像技术，它将数千个冷冻分子的个体图像组合成精细细致的三维表现形式，由CUMC生物化学系结构生物学家Joachim Frank博士开创，他获得了诺贝尔奖。十月化学为这项工作。

通过比较通道结构，在开放和闭合状态下，研究人员能够确定通道的核心部分 - 四个紧密排列的螺旋蛋白质区段 - 做一个微妙的扭曲，允许TRPV6打开。

“我们发现钙通道响应每个核心螺旋中间部分的变化而打开，导致蛋白质片段弯曲并向外旋转，形成一个足够宽的开口，允许钙离子通过，”研究负责人说。 Alexander I. Sobolevsky，博士，CUMC生物化学和分子生物物理学副教授。“如果一个人能够直视通道，它看起来就像是虹膜的开口。”

根据需要，通道可以非常快速地在打开和关闭状态之间切换以向细胞供应钙。

“我们的研究结果将有助于我们更好地了解TRPV6通道的变化如何导致癌症等人类疾病，并为纠正这些异常的药物设计提供模板，”Sobolevsky博士说。

该研究的标题是“人类上皮钙通道TRPV6的开放”。

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