Cantú syndrom är ett sällsynt tillstånd som kännetecknas av förändrat ansiktsutseende, hypertrikos och flera kardiovaskulära avvikelser. Syndromet är kopplat till gain-of-function-mutationer i ATP-känsliga kaliumkanaler som stör kanalens normala metabola återkopplingskontroll.
I en nyligen publicerad studie i Journal of Biological Chemistry undersökte forskare vid Washington University i St. Louis H60Y-mutationen i SUR2, den subenhet hos ATP-känsliga kaliumkanaler som ansvarar för att reglera kanalfunktionen. Denna specifika mutation har länge gäckat forskare eftersom jonkanalvarianten verkar funktionellt godartad i konventionella analyser, trots att patienter med denna mutation uppvisar typiska fenotyper kopplade till Cantú-syndromet.
För att lösa denna diskrepans undersökte forskargruppen, ledd av Colin G. Nichols, effekten av att para ihop H60Y-varianten av SUR2-subenheten med någon av de två kanalbildande subenheterna Kir6.1 och Kir6.2. Genom att använda en patch-clamp-analys baserad på intakta celler under fysiologiskt relevanta förhållanden kunde forskarna visa att mutationen faktiskt minskar kanalproteinets ATP-känslighet, vilket är i linje med kliniska data, men endast i kanaler där SUR2 parats med subenheten Kir6.1.
I sina patch-clampanalyser av kaliumkanalaktiviteter använde forskarna Dynaflow Resolve för att uppnå snabbt och reproducerbart lösningsutbyte under inside-out patch-clampassays. Dynaflow Reslove spelade särskilt stor vikt vid analyser där ATP-koncentrationen varierades över tid.
För att mer exakt identifiera de effektorsakande regionerna i kanalerna skapade forskarna kimäriska versioner av Kir6.1 och Kir6.2. Dessa experiment visade att N-terminalen, tillsammans med en enda valinenhet, är de delar av Kir6.1 som är involverade i att generera den observerade gain-of-function-effekten. Författarna skriver att varken N-terminalen av Kir6.1 eller den enskilda valinrenheten är tillräckligt nära den muterade histidinen i SUR2 för att antyda en direkt fysisk interaktion mellan dessa regioner. Istället föreslår författarna att kanaliseringen av den observerade funktionsvinsten orsakas av en allosterisk effekt som påverkar nukleotidkänsligheten.
Nichols och kollegor drar slutsatsen att den funktionsökning som orsakas av SUR2 H60Y-mutationen i kanaler som innehåller Kir6.1-subenheten är förenlig med kliniska observationer hos patienter som bär på denna specifika mutation, och att deras resultat därför utgör ett kausalt samband mellan denna mutation och sjukdomsfenotypen. Dessutom antar författarna att resultaten tyder på att Cantú-syndromfenotyper som inte observerats hos patienter med H60Y-mutationer specifikt beror på Kir6.2/SUR2-gain-of-function.
Vi gratulerar Nichols och kollegor till deras prestationer och är stolta över att de valt att använda Dynaflow Resolve i sin forskning.
Läs artikeln Cantu syndrome–associated SUR2[H60Y] mutation confers selective gain of function on Kir6.1 ATP-sensitive potassium channels på Journal of Biological Chemistrys hemsida.