Hoge bloeddruk, ontsteking, en het gevoel van pijn kan gedeeltelijk berusten op kleine gaatjes op het oppervlak van cellen, poriën genoemd. Levende cellen reageren op de omgeving, vaak door water en andere moleculen door het celoppervlak te laten gaan. Poriën op basis van eiwitten regelen deze stroom.

Een set poriën, pannexins genoemd, zijn als kleine "zwarte gaten" van de biologie; hun bestaan ​​is bevestigd door computationeel en functioneel bewijs, maar tot voor kort, ze werden nooit echt gezien. Ze helpen cellen te communiceren met en te reageren op hun omgeving, maar totdat wetenschappers zien hoe ze eruit zien, het is moeilijk om te weten hoe. Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers van Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) en Cornell University heeft afbeeldingen met zeer hoge resolutie van deze ongrijpbare structuren ontwikkeld.

"We wisten allemaal dat deze poriën moesten bestaan... maar er is zeker enige mystiek geweest over pannexins, " zei postdoctoraal onderzoeker Kevin Michalski, die het project mede leidde. "Zonder beelden, het was heel moeilijk om erachter te komen wat deze poriën precies doen."

Michalski heeft meer dan zes jaar geprobeerd om een ​​duidelijk beeld te krijgen van pannexins.

"Ik had zo lang geprobeerd om experimenten op te zetten zonder echt te kunnen zien waar ik mee werkte. Dat maakt dit zo spannend, " legde Michalski uit. "Voor de eerste keer, we kunnen deze gedetailleerde structuur zeker zien - het is allemaal nieuwe informatie."

Michalski en Johanna Syrjanen, ook in het Furukawa-lab bij CSHL werkte samen met het Kawate-lab aan de Cornell University, en publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift eLife . Ze gebruikten een techniek genaamd cryo-elektronenmicroscopie (cryo-EM) om een ​​half miljoen beelden van een pannexine-porie vast te leggen, genaamd "pannexine 1, " vanuit veel verschillende hoeken. Vervolgens voegden ze de afbeeldingen samen tot een driedimensionaal model. Pannexin 1 bestaat uit zeven identieke eiwitten in een donutachtige ring rond een centrale porie.

Onderzoekers hebben de hypothese geopperd dat pannexine 1 verantwoordelijk is voor het vrijgeven van de signalen die de zelfvernietiging van een falende cel veroorzaken. Deze signalen zetten macrofagen aan om de zieke cel te vernietigen, de weg vrijmaken voor nieuwe cellen om te gedijen. Zonder vervanging van zieke cellen door nieuwe cellen, organismen leeftijd.

"Maar wat interessant is, is dat zelfs cellen die niet door het proces van zelfvernietiging gaan, pannexines kunnen hebben, "Zei Michalski. "Dat betekent dat er een aantal andere belangrijke mechanismen moeten zijn die deze porie uitvoert."

"De manier waarop pannexine 1 op een cel wordt gevormd, verschilt van een ander soort porie dat mijn laboratorium onlangs heeft onthuld, " voegde professor Hiro Furukawa toe, die het onderzoek begeleidde. "Het lijkt erop dat er meer soorten poriën zijn dan wetenschappers aanvankelijk hadden verwacht. Hoe en wanneer ze openen en sluiten, zijn belangrijke vragen om te onderzoeken."

De stroom van water, zouten, en andere moleculen in een cel over een porie reguleert de celgrootte. Cellen die hun grootte of waterstroom verkeerd reguleren, kunnen bijdragen aan hoge bloeddruk, pijn, en ontsteking. Van pannexines wordt ook gedacht dat ze veel grotere moleculen door hun poriën laten gaan. Begrijpen hoe moleculen zich een weg banen door een pannexine, zou kunnen leiden tot nieuwe klassen geneesmiddelen.