斯克里普斯研究中心的科學家發現，一種稱為OSCA和TMEM63的神秘細胞蛋白家族是一類新的機械敏感離子通道。機械敏感離子通道將生物相關的物理力轉換為生化信號。例如，植物對風，水流或物理屏障等環境線索的響應取決于機械感應。在哺乳動物中，通過機械敏感離子通道進行觸覺，疼痛感和血壓調節。盡管它們很重要，但對于在植物和動物中發揮這些功能的分子知之甚少。

科學家們還破譯了OSCA蛋白家族中一個成員的原子結構，這一進展將使他們能夠研究這些離子通道如何完成他們的工作，這些信息對于確定機械傳感中的功能障礙如何在疾病中發揮作用至關重要。

最初發現OSCA蛋白作用的工作由Swetha Murthy博士領導，他是Ardem Patapoutian實驗室的專業科學合作者，博士，斯克里普斯研究教授和霍華德休斯醫學研究所的研究員。在她的新eLife研究中，Murthy及其同事表明，OSCA通道不僅是壓力敏感的離子通道，而且隨著生命的進化，它們似乎一直保持著它們的“機械敏感”特性。

“我們想看看OSCA家族的15個不同成員以及不同物種的機械敏感性是否得到保護，”Murthy說。新發現表明，這些離子通道的壓力傳感能力確實在OSCA通道類型中“保守”。此外，雖然OSCA通道存在于植物中，但它們在動物中的相關蛋白TMEM63s也具有機械敏感性。“這一發現將有助于在模式生物如蒼蠅和小鼠中研究這些通道，并有助于確定它們在人體生物過程和與機械感覺相關的其他疾病狀態中的作用，”Murthy說。

后續研究由Scripps Research的研究生Sebastian Jojoa Cruz和Kei Saotome博士領導，并在eLife同時發布。研究人員與Andrew Ward教授合作，使用一種稱為低溫電子顯微鏡的成像技術來研究OSCA家族成員的結構細節，稱為OSCA1.2。首先看一下OSCA的結構表明蛋白質的一部分可能與細胞膜足夠接近，以檢測膜張力并將該張力轉化為離子通道的其余部分。研究人員期待著確切地研究這種壓力傳感過程的工作原理。

“通過揭示OSCA通道的第一個結構快照，我們提供了一個有價值的起點，揭示了整個生物學中普遍存在的力感機制的細節，”Saotome說。

“在分子水平上研究力是一種困難的現象，因此未來的研究將需要創新和多學科的方法，”沃德補充說。例如，由牛津大學的共同作者Alex Tsui和Mark Sansom，DPhil進行的OSCA1.2的分子動力學模擬提供了關于脂質在通道功能中的作用的誘人線索。Saotome和Jojoa Cruz表示，看到OSCA結構與稱為TMEM16的不相關蛋白質家族的結構有多么相似，特別是在跨膜結構域，這是“驚人的”。TMEM16在膜生物學中具有不同的作用，包括作為細胞膜的離子通道和操縱器。因此，結構相似性可能表明這種蛋白質結構負責比以前認為的更多的生物學功能。