Forskare har hittat en unik typ av ventil för vattenkanaler i celler, som stängs mycket snabbt. I framtiden kan den här upptäckten hjälpa till att ta fram mediciner mot bland annat cancer och alzheimers.
Reglering av vätskebalans i cellerna är livsviktigt för allt levande. Ibland räcker inte vätsketransporten genom cellmembranet till och då används vattenkanaler, aquaporiner, som kan öppnas och stängas vid behov.
Protein styr vattenkanal i hud och gälar hos klätterfisk
Fiskar lever i vattenmiljöer som har olika salthalt. Vissa arter kan till och med leva upp till en vecka på land. Det här ställer väldigt speciella krav på cellernas aquaporiner för att de ständigt ska kunna reglera vätskebalansen i väldigt olika miljöer. Genom att studera aquaporinerna hos klätterfisk (Anabas testudineus), som ibland tar sig upp på land, har forskarna kartlagt ett protein som verkar visa på en unik typ av snabbstängande vattenkanal.
Aquaporiner – vattenkanaler i cellmembranet
Alla levande organismer är beroende av ett jämt tryck och vattenflöde i sina celler. Det sker genom att vatten transporteras in och ut genom cellmembranet. Vattnet ”stängs av” och ”slås på” av membranprotein, som fungerar som vattenkanaler och kallas aquaporin.
– I vår senaste studie presenterar vi den första högupplösta strukturen för en vattenkanal från fisk som finns i huden och gälarna. Vi ser att kanalen har en unik veckning på utsidan av cellen och det visar på en ny typ av snabbstängande ventil för vattenkanaler som är specifik för vatten. Ventilen kan göra det möjligt för kanalen att öppnas och stängs snabbt beroende på den omväxlande miljön för fisken, säger Kristina Hedfalk, biokemist vid Göteborgs universitet.
Kan sänka trycket i cellerna snabbt
Att förstå hur aguaporiner reglerar trycket kan på sikt få betydelse för forskningen på nya läkemedel. Till exempel mot hjärnsvullnad, vilket skulle kunna rädda liv efter olyckor och sjukdomar. Vid en hjärnsvullnad är det viktigt att kunna sänka trycket i hjärnan innan den tar skada.
I laboratoriemiljö har forskarna odlat fram proteinet som styr vattenkanalen. De har kunnat se egenskaper som kan reglera vätskebalansen i cellerna vid snabba förändringar.
Kan hjälpa både alzheimerspatienter och fiskodlare
Tidigare forskning har visat att hjärncellernas aquaporiner har en nedsatt funktion vid begynnande alzheimers. Studien kring aquaporiner kan ge värdefull kunskap för utveckling av mediciner inom detta område.
– Det är viktig grundforskning där vi kan se det reglerande proteinet på molekylnivå. Förutom att det kan komma till nytta inom läkemedelsforskningen så är det också viktigt att förstå fiskars vattenkanaler för vår hantering av fisk vid odling så att fisken mår så bra som möjligt, säger Kristina Hedfalk.
Vetenskaplig artikel:
High resolution structure of a fish aquaporin reveals a novel extracellular fold, Life Science Alliance.
Kontakt:
Kristina Hedfalk, molekylärbiolog på institutionen för kemi och molekylärbiologi vid Göteborgs universitet, kristina.hedfalk@gu.se
