Cientistas da Scripps Research resolveram a estrutura de uma proteína-chave que detecta quando nossas células incham. Esta proteína, chamado SWELL1 (ou LRRC8A), funciona como um "canal iônico" na membrana celular para aliviar a pressão dentro das células.

O novo estudo, publicado recentemente no jornal eLife , mostra que SWELL1 é feito de seis subunidades que se encontram no topo, agrupando-se para formar um manto semelhante a uma água-viva com seis gavinhas penduradas.

"Esta estrutura fornece um primeiro vislumbre de como este canal iônico detecta as mudanças de volume em uma célula, "diz Jennifer Kefauver, estudante de pós-graduação na Scripps Research, o Howard Hughes Medical Institute, e primeiro autor do novo estudo.

SWELL1 foi descoberto em 2014 no laboratório de Ardem Patapoutian, Ph.D., professor da Scripps Research e investigador do Howard Hughes Medical Institute. A descoberta abriu as portas para estudos cruciais sobre como as funções da proteína.

O próximo passo importante foi lançar luz sobre a estrutura molecular do SWELL1. Os cientistas tiveram como objetivo entender os fundamentos de como esse canal iônico detecta as mudanças de volume. Para fazer isso, eles precisavam dar uma olhada na maquinaria molecular do canal.

Kefauver liderou os estudos como aluno conjunto entre os laboratórios de Patapoutian e Andrew Ward, Ph.D., professor da Scripps Research e líder em uma técnica de imagem de alta resolução chamada microscopia crioeletrônica (cryo-EM). Kefauver usou técnicas crio-EM para resolver a estrutura semelhante a uma água-viva de SWELL1 e dar uma primeira olhada em como os íons podem viajar através do poro central do canal. "Jennifer buscou a estrutura do SWELL1 com grande tenacidade, não deixando pedra sobre pedra e superando obstáculos enumeráveis. Foi maravilhoso ver os frutos de seu trabalho resultarem em uma estrutura tão bonita, "disse Ward.

Este novo olhar sobre o canal iônico sugere que as partes interagentes dos locais das gavinhas que têm uma carga positiva ou negativa detectam uma mudança na força iônica na célula (uma diluição do conteúdo de sal da célula à medida que ela absorve água). Os resíduos carregados podem enviar um sinal até o poro do canal, dizendo ao canal para liberar íons de cloreto da célula e aliviar a pressão.

Kefauver espera que essa nova visão da estrutura possa alimentar a pesquisa médica. SWELL1 desempenha um papel em pelo menos uma doença - uma deficiência imunológica chamada agamaglobulinemia. "Ter a estrutura é muito importante para os cientistas que estão tentando entender como esse canal funciona e o que as mutações causadoras de doenças podem fazer."

Próximo, os pesquisadores examinaram mais de perto como as diferentes partes da estrutura SWELL1 afetam a função do canal. Eles descobriram que a mutação da proteína em qualquer um dos dois locais impede que a estrutura controle adequadamente o tráfego através do canal iônico.

O novo estudo mostra pacotes da subunidade SWELL1 sozinha - e os cientistas sabem que SWELL1 tem que estar lá para um canal funcional. Mas até quatro outras subunidades podem ser trocadas na estrutura em locais diferentes. Kefauver diz que o próximo passo é determinar como diferentes combinações de subunidades SWELL1 se unem para formar canais iônicos com diferentes atividades.