Pompe de calciu recent descoperite: cheia comunicării celulare!

Pompe de calciu recent descoperite: cheia comunicării celulare!

Cele mai recente cercetări în mecanica transportului calciului în corpul uman ar putea avea implicații de amploare pentru știința medicală. O echipă internațională condusă de liderul studiului Dr. Uwe Schulte de la Universitatea din Freiburg a decodat recent principiul funcțional al pompelor de calciu din interiorul celulei. Aceste pompe sunt cruciale pentru reglarea nivelurilor de calciu, care sunt esențiale atât pentru comunicarea celulară, cât și pentru multe procese fiziologice. Rezultatele acestui studiu au fost publicate pe 20 august 2025 în revista de specialitate Comunicarea naturii publicat.

Calciu (aprox²⁺) acționează atât ca un nutrient, cât și ca un semnal în organism. Pentru a genera semnalele corecte pentru diferite răspunsuri fiziologice, homeostazia precisă a calciului este crucială. Tipurile de ATPaze de calciu din membranele intracelulare au rate de rotație de doar câteva zeci de cicluri pe secundă. Pentru a măsura concentrațiile de calciu, oamenii de știință au folosit canale de potasiu activate de calciu ca senzori ultrarapidi. În acest fel, au putut determina cu precizie viteza de transport a pompelor de calciu.

Rezultate detaliate ale studiului

Microscopia electronică a membranelor celulare a evidențiat densități de aproximativ 55 de complexe de pompă pe micrometru pătrat. Interesant este că pompele de calciu interacționează cu lipidele membranare PtdIns(4,5)P2, permițând legarea rapidă și eliberarea ionilor de calciu. Fără această legare de lipide, procesul de transport încetinește semnificativ. Analizele mutațiilor în structura pompei au confirmat aceste constatări.

În plus, cercetătorii au folosit thapsigargin, un inhibitor cunoscut al pompei de calciu, pentru a bloca locul de legare al PtdIns(4,5)P2. Acest lucru a limitat semnificativ activitatea de pompare. Aceste perspective asupra structurii 3D a complexelor pompe și a reglementării dependente de lipide ar putea oferi abordări promițătoare pentru noile medicamente pentru a optimiza transportul calciului și procesarea semnalului, tratând potențial bolile asociate cu deficiența sau excesul de calciu.

Context și perspective de viitor

Semnalizarea calciului este esențială nu numai pentru oameni, ci și pentru alte organisme eucariote. Rezultatele cercetării arată că mecanismele de transport pentru Ca²⁺în diferitele regate eucariote au evoluat pe parcursul evoluţiei. Aceste studii sunt importante pentru a înțelege provocările și complexitățile semnalizării calciului în Ca specializat²⁺-Proteinele de legare și semnăturile sunt definite. Există numeroase proiecte naționale și internaționale care tratează elementele de bază ale transportului calciului și iau în considerare studii comparative între ciuperci, animale și plante, precum PubMed raportat.

Cercetătorii implicați provin din mai multe instituții, inclusiv din Institutul Max Planck pentru Fiziologie Moleculară. Prof. Dr. Bernd Fakler de la Universitatea din Freiburg, precum și colegii săi, Prof. Dr. Stefan Raunser și Prof. Dr. Heiko Rieger, au adus o contribuție semnificativă la cercetarea modului în care funcționează pompele. Munca lor oferă un cadru cuprinzător care deschide perspective atât teoretice, cât și practice asupra semnalizării calciului.