触觉如何被感知？清华科研团队揭秘精巧分子机器结构与机制

触摸、拍打、拥抱……你知道人的触觉如何被感知吗?记者29日从清华大学获悉，清华大学药学院肖百龙课题组与生命科学学院李雪明课题组日前揭示了赋予人类自身触觉感知能力的机械力分子受体——Piezo2离子通道的高分辨率的冷冻电镜三维结构和精巧工作机制。该研究成果近日于《自然》期刊在线发表。
清华大学药学院研究员肖百龙介绍，机械敏感阳离子通道是一类能响应机械力刺激而引起阳离子通透的离子通道，在诸如触觉感受、听觉感受、血管发育与血压调节等基本生命活动中有重要作用，Piezo基因家族是编码哺乳动物机械敏感阳离子通道的必要分子组成。
据悉，两个课题组研究人员利用分子生化、单颗粒冷冻电镜技术、电生理膜片钳等多学科研究手段，经过6年多努力，克服全长2822个氨基酸的鼠源Piezo2表达量极低的困难，获得了性质稳定均一的蛋白样品用于冷冻电镜数据采集，最终成功解析了Piezo2蛋白包含38次跨膜螺旋区的完整拓扑结构。
“Piezo2通道可作为开发新型镇痛药物的重要靶点。”肖百龙说，例如，针对癌症病人的触摸痛可探索阻断或抑制Piezo2功能的药物，减缓患者疼痛。
“解析如此大型的膜蛋白结构进而确定每个原子的空间位置，在技术上是极具挑战的。”《自然》杂志刊发评论员文章对该研究评价道，Piezo通道是目前已知的含跨膜螺旋区最多的人类蛋白分子机器，“这是单颗粒冷冻电镜所带来的‘分辨率革命’时代的又一重要研究成果”。
肖百龙介绍，研究团队将继续深化对Piezo通道机制的理解，致力于Piezo通道的药物发现与开发工作。