Alta pressione sanguigna, infiammazione, e la sensazione di dolore può dipendere in parte da minuscoli fori sulla superficie delle cellule, chiamati pori. Le cellule viventi reagiscono all'ambiente, spesso consentendo all'acqua e ad altre molecole di passare attraverso la membrana superficiale della cellula. I pori a base di proteine ​​controllano questo flusso.

Una serie di pori, chiamate pannexine, sono come minuscoli "buchi neri" della biologia; la loro esistenza è stata confermata da prove computazionali e funzionali ma fino a tempi molto recenti, non sono mai stati effettivamente visti. Aiutano le cellule a comunicare e reagire con l'ambiente circostante, ma finché gli scienziati non vedono che aspetto hanno, è difficile sapere come. Ora, un team di ricercatori del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) e della Cornell University ha sviluppato immagini ad altissima risoluzione di queste strutture sfuggenti.

"Sapevamo tutti che questi pori dovevano esistere... ma c'è stato sicuramente un po' di mistero sulle pannexine, " ha detto il ricercatore post-dottorato Kevin Michalski, che ha co-diretto il progetto. "Senza immagini, è stato davvero difficile capire esattamente cosa stanno facendo questi pori".

Michalski ha trascorso più di sei anni cercando di ottenere un'immagine chiara delle pannexine.

"Ho passato così tanto tempo a cercare di impostare esperimenti senza essere davvero in grado di vedere con cosa stavo lavorando. Questo è ciò che lo rende così eccitante, " Michalski ha spiegato. "Per la prima volta, possiamo sicuramente vedere questa struttura dettagliata:sono tutte informazioni nuove".

Michalski e Johanna Syrjanen, anche nel laboratorio Furukawa del CSHL ha collaborato con il laboratorio Kawate della Cornell University, e hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista eLife . Hanno usato una tecnica chiamata microscopia crioelettronica (crio-EM) per catturare mezzo milione di immagini di un poro di pannexina, chiamato "pannexina 1, " da molte angolazioni diverse. Hanno quindi unito le immagini per formare un modello tridimensionale. La Pannexina 1 è composta da sette proteine ​​identiche in un anello simile a una ciambella attorno a un poro centrale.

I ricercatori hanno ipotizzato che la pannexina 1 sia responsabile del rilascio dei segnali che innescano l'autodistruzione di una cellula in difetto. Questi segnali spingono i macrofagi a distruggere la cellula malata, aprendo la strada alla crescita di nuove cellule. Senza la sostituzione delle cellule malate con nuove cellule, gli organismi invecchiano.

"Ma la cosa interessante è che anche le cellule che non passano attraverso il processo di autodistruzione possono avere pannexine, " Ha detto Michalski. "Ciò significa che devono esserci altri meccanismi importanti che questo poro sta eseguendo".

"Il modo in cui la pannexina 1 è modellata su una cellula è diverso da un altro tipo di poro che il mio laboratorio ha recentemente rivelato, " ha aggiunto il professor Hiro Furukawa, che ha curato la ricerca. "Sembra che ci siano più tipi di pori di quanto originariamente previsto dagli scienziati. Come e quando si aprono e si chiudono sono questioni importanti da esplorare".

Il flusso dell'acqua, sali, e altre molecole in una cellula attraverso un poro regolano le dimensioni della cellula. Le cellule che regolano male le loro dimensioni o il flusso d'acqua potrebbero contribuire all'ipertensione, dolore, e infiammazione. Si pensa anche che le pannexine permettano a molecole molto più grandi di passare attraverso i loro pori. Capire come le molecole negoziano la loro strada attraverso una pannexina potrebbe portare a nuove classi di farmaci.