ആഗോള ഭക്ഷ്യക്ഷാമം പരിഹരിക്കുന്നതിലും വെക്റ്റർ വഴി പകരുന്ന മനുഷ്യ രോഗങ്ങളെ ചെറുക്കുന്നതിലും കീടനാശിനികൾ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, കീടനാശിനി പ്രതിരോധം എന്ന വളർന്നുവരുന്ന പ്രശ്നത്തിന് ഉപയോഗശൂന്യമായ ലക്ഷ്യങ്ങളെ ലക്ഷ്യമിടുന്ന പുതിയ സംയുക്തങ്ങൾ കണ്ടെത്തേണ്ടത് അടിയന്തിരമായി ആവശ്യമാണ്. പ്രാണികളുടെ ക്ഷണികമായ റിസപ്റ്റർ പൊട്ടൻഷ്യൽ (TRPV) ചാനലുകൾ - നാൻഷോങ് (നാൻ), നിഷ്ക്രിയ (Iav) - ഹെറ്റെറോളോജസ് ചാനലുകൾ (Nan-Iav) രൂപപ്പെടുത്താനും പ്രാണികളിൽ ജിയോട്രോപിസം, ഹിയറിംഗ്, പ്രൊപ്രിയോസെപ്ഷൻ എന്നിവയ്ക്ക് മധ്യസ്ഥത വഹിക്കുന്ന മെക്കാനോസെൻസറി അവയവങ്ങളിലേക്ക് പ്രാദേശികവൽക്കരിക്കാനും കഴിയും. അഫിഡോപൈറോളിഡോൺ (AP) പോലുള്ള ചില കീടനാശിനികൾ അജ്ഞാത സംവിധാനങ്ങളിലൂടെ നാൻ-Iav-നെ ലക്ഷ്യം വയ്ക്കുന്നു. തുളച്ച് വലിച്ചെടുക്കുന്ന പ്രാണികൾ (ഹെമിപ്റ്റെറാനുകൾ)ക്കെതിരെ AP ഫലപ്രദമാണ്, ഫിലമെന്റുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തി ഭക്ഷണം നൽകുന്നത് തടയുന്നു. AP-ക്ക് നാനുമായി മാത്രമേ ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയൂ, പക്ഷേ എൻഡോജെനസ് നിക്കോട്ടിനാമൈഡ് (NAM) ഉൾപ്പെടെയുള്ള അഗോണിസ്റ്റുകളുമായി നാൻ-Iav-ന് മാത്രമേ ഇടപഴകാൻ കഴിയൂ, അതുവഴി ചാനൽ പ്രവർത്തനം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു കീടനാശിനി ലക്ഷ്യമെന്ന നിലയിൽ നാൻ-Iav-ന്റെ സാധ്യത ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, അതിന്റെ ചാനൽ അസംബ്ലി, റെഗുലേറ്ററി ബൈൻഡിംഗ് സൈറ്റുകൾ, Ca2+-ആശ്രിത നിയന്ത്രണം എന്നിവയെക്കുറിച്ച് വളരെക്കുറച്ചേ അറിയൂ, ഇത് കൂടുതൽ കീടനാശിനി വികസനത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. ഈ പഠനത്തിൽ, കാൽമോഡുലിൻ-ലിഗാൻഡ്-രഹിത അവസ്ഥയിലുള്ള ഹെമിപ്റ്റെറ പ്രാണികളിലെ നാൻ-ഇലാവിന്റെ ഘടന നിർണ്ണയിക്കാൻ ക്രയോ-ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി ഉപയോഗിച്ചു, അതുപോലെ തന്നെ അങ്കിറിൻ റിപ്പീറ്റ് സൈറ്റോപ്ലാസ്മിക് ഡൊമെയ്നിന്റെ (ARD) അതിർത്തിയിലുള്ള AP, NAM എന്നിവയുമായും ഇത് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. അതിശയകരമെന്നു പറയട്ടെ, നാൻ പ്രോട്ടീന് തന്നെ ഒരു പെന്റാമർ രൂപപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി, ഇത് AP- മധ്യസ്ഥതയുള്ള ARD ഇടപെടലുകളാൽ സ്ഥിരത കൈവരിക്കുന്നു. ഈ പഠനം കീടനാശിനികളും അഗോണിസ്റ്റുകളും നാൻ-ഇലാവും തമ്മിലുള്ള തന്മാത്രാ ഇടപെടലുകൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു, ചാനൽ പ്രവർത്തനത്തിലും അസംബ്ലിയിലും ARD യുടെ പ്രാധാന്യം എടുത്തുകാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ Ca2+ നിയന്ത്രണത്തിന്റെ സംവിധാനം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു.
ആഗോളതലത്തിൽ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന പശ്ചാത്തലത്തിൽ, 21-ാം നൂറ്റാണ്ടിലെ പ്രധാന വെല്ലുവിളികളിൽ ഒന്നാണ് ആഗോള ഭക്ഷ്യസുരക്ഷയുടെ തകർച്ച, സമൂഹത്തിന് അനന്തരഫലങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.1,2, 1,2,ലോകാരോഗ്യ സംഘടനയുടെ ലോകത്തിലെ ഭക്ഷ്യസുരക്ഷയുടെയും പോഷകാഹാരത്തിന്റെയും അവസ്ഥ 2023 (SOFI) റിപ്പോർട്ട് കണക്കാക്കുന്നത് ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ഏകദേശം 2.33 ബില്യൺ ആളുകൾ ദീർഘകാലമായി നിലനിൽക്കുന്ന ഒരു പ്രശ്നമായ മിതമായതോ കഠിനമോ ആയ ഭക്ഷ്യ അരക്ഷിതാവസ്ഥ അനുഭവിക്കുന്നുണ്ടെന്നാണ്.3,4, 3,4,നിർഭാഗ്യവശാൽ, കീടങ്ങളും രോഗകാരികളും കാരണം പ്രതിവർഷം 20% മുതൽ 30% വരെ അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ കൂടുതൽ വിള വിളവ് നഷ്ടപ്പെടുന്നു, ആഗോളതാപനം കീട പ്രതിരോധവും വിള ദുർബലതയും വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.4,5,6,7,8,7,8, 4,5,6,7,7,8, 4,5,6,7,7,8, 4,5,6,7,7,8, 4,5,6,7,7,8, 5,7,7,8, 6,7,7,8, 7,7,8, 8,കീടങ്ങളിൽ നിന്ന് വിളകളെ സംരക്ഷിക്കുന്നതിനും രോഗാണുക്കൾ വഴി പകരുന്ന രോഗകാരികളുടെ വ്യാപനം കുറയ്ക്കുന്നതിനും മാത്രമല്ല, കീടനാശിനികളെ കൂടുതൽ പ്രതിരോധിക്കുന്ന ഡെങ്കിപ്പനി, മലേറിയ, ചാഗാസ് രോഗം തുടങ്ങിയ രോഗാണുക്കൾ വഴി പകരുന്ന മനുഷ്യ രോഗങ്ങളെ ചെറുക്കുന്നതിനും കീടനാശിനി വികസനം നിർണായകമാണ്.5,9,10,11,
ന്യൂറോടോക്സിക് കീടനാശിനികളുടെ പ്രധാന ലക്ഷ്യങ്ങളിൽ, ഹെറ്ററോടെട്രാമറിക് ടിആർപിവി ചാനൽ നഞ്ചുങ് (നാൻ)-ഇനാക്റ്റീവ് (ഐഎവി) കഴിഞ്ഞ ദശകത്തിൽ മാത്രം കണ്ടെത്തിയ ഒരു തരം കീടനാശിനി ലക്ഷ്യങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ഇതിൽ ഇമിഡാക്ലോപ്രിഡ്, പൈറക്ലോസ്ട്രോബിൻ തുടങ്ങിയ വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമായ കീടനാശിനികളും ഉൾപ്പെടുന്നു.12,13,14സെമിസിന്തറ്റിക് കീടനാശിനിയായ അഫിഡോപൈറോളിഫെൻ (എപി) അടുത്തിടെ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതും വാണിജ്യവൽക്കരിക്കപ്പെട്ടതുമായ ഒരു ഉൽപ്പന്നമാണ്, ഇതിന്റെ പ്രധാന ഘടകം ഇൻസ്കാലിസ്® എന്ന സജീവ കീടനാശിനിയാണ്, ഇത് എപിയെ സബ്നാനോമോളാർ പ്രവർത്തന തലത്തിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.15പരാഗണകാരികൾ, ഗുണം ചെയ്യുന്ന പ്രാണികൾ, മറ്റ് ലക്ഷ്യമില്ലാത്ത ജീവികൾക്ക് എപി കുറഞ്ഞ അക്യൂട്ട് വിഷാംശം കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ ലേബൽ നിർദ്ദേശങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, മറ്റ് കീടനാശിനികൾക്കെതിരായ പ്രതിരോധ സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും.16,17,18നാൻ, ഇയാവ് എന്നിവ പ്രാണി വർഗ്ഗങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി കാണപ്പെടുന്നു, ആന്റിനകളുടെയും കൈകാലുകളുടെയും കോർഡൽ സ്ട്രെച്ച് റിസപ്റ്റർ ന്യൂറോണുകളിൽ മാത്രമേ ഇവ സഹ-പ്രകടനം നടത്തുന്നുള്ളൂ, കൂടാതെ കേൾവി, ഗുരുത്വാകർഷണ ധാരണ, പ്രൊപ്രിയോസെപ്ഷൻ എന്നിവയ്ക്ക് അവ നിർണായകമാണ്.13,16,19,20,21,22എപി, ഇമിഡാക്ലോപ്രിഡ്, പൈറക്ലോസ്ട്രോബിൻ എന്നിവ നാൻ-ഇയാവ് സമുച്ചയത്തെ ഒരു സവിശേഷ സംവിധാനത്തിലൂടെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു, ആത്യന്തികമായി പ്രൊപ്രിയോസെപ്റ്റീവ് സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്ഡക്ഷൻ തടയുന്നു.13,16,23മുഞ്ഞ, വെള്ളീച്ച തുടങ്ങിയ തുളച്ച് നീരു കുടിക്കുന്ന പ്രാണികളിൽ (ഹെമിപ്റ്റെറാനുകൾ), പ്രോപ്രിയോസെപ്ഷൻ നഷ്ടപ്പെടുന്നത് അവയുടെ തീറ്റശേഷിയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ഒടുവിൽ മരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.13,24,രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, AP നാൻ-ഇയാവ് സമുച്ചയത്തോട് ഉയർന്ന അടുപ്പവും നാനോട് മാത്രം കുറഞ്ഞ അടുപ്പവും കാണിക്കുന്നു. നാൻ-ഇയാവുമായി AP ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, പക്ഷേ നാനുമായി മാത്രം ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത് ചാനൽ പ്രവർത്തനത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നില്ല. Iav തന്നെ AP യുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നില്ല.16ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് നാനും ഇയാവിനും ബന്ധനം സംഭവിച്ച് വ്യത്യസ്ത നാൻ-ഇയാവ് ചാനൽ കോംപ്ലക്സുകൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, വ്യത്യസ്ത സ്റ്റോയിക്കിയോമെട്രിക് അനുപാതങ്ങളോ ഒരേ സ്റ്റോയിക്കിയോമെട്രിക് അനുപാതത്തിനുള്ളിൽ വ്യത്യസ്ത ക്രമീകരണങ്ങളോ ഉള്ളത്) രൂപപ്പെടാം അല്ലെങ്കിൽ എപി ഒന്നിലധികം സൈറ്റുകളുമായി ബന്ധിക്കപ്പെടാം എന്നാണ്. കൂടാതെ, പ്രകൃതിദത്ത അഗോണിസ്റ്റ് നിക്കോട്ടിനാമൈഡ് (NAM) മൈക്രോമോളാർ അഫിനിറ്റിയോടെ ഡ്രോസോഫില നാൻ-ഇയാവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ഇൻ വിട്രോയിൽ മുഞ്ഞകളുടേതിന് (AP) സമാനമായ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.16,25മുഞ്ഞയുടെ പ്രത്യുൽപാദനത്തെയും തീറ്റയെയും തടയുകയും, ഒടുവിൽ അവയുടെ മരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.25,26,. ഈ ഡാറ്റ നിരവധി ചോദ്യങ്ങൾ ഉയർത്തുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, നാൻ-ഇയാവ് ഹെറ്ററോഡൈമർ എങ്ങനെ രൂപപ്പെടുന്നു, ചെറിയ തന്മാത്രകളെ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാൻ ഏതൊക്കെ ബൈൻഡിംഗ് സൈറ്റുകളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്, പ്രൊപ്രിയോസെപ്ഷൻ അടിച്ചമർത്തുന്നതിലൂടെ ഈ ചെറിയ തന്മാത്രകൾ ചാനൽ പ്രവർത്തനത്തെ എങ്ങനെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു എന്നിവ വ്യക്തമല്ല. കൂടാതെ, നാൻ-ഇയാവ് ഹെറ്ററോഡൈമർ സജീവമായിരിക്കുകയും എപിയെ ഉയർന്ന അഫിനിറ്റിയോടെ ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, നാൻ തന്നെ നിഷ്ക്രിയമായിരിക്കുന്നതിനും എപിയോട് കുറഞ്ഞ അഫിനിറ്റി ഉള്ളതിനുമുള്ള കാരണങ്ങൾ വ്യക്തമല്ല. അവസാനമായി, നാൻ-ഇയാവ് ഫംഗ്ഷന്റെ Ca2+-ആശ്രിത നിയന്ത്രണത്തെക്കുറിച്ചും അത് ന്യൂറോണൽ സിഗ്നലിംഗ് പ്രക്രിയകളിൽ എങ്ങനെ സംയോജിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചും വളരെക്കുറച്ചേ അറിയൂ.13,21.
ഈ പഠനത്തിൽ, ക്രയോ-ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി, ഇലക്ട്രോഫിസിയോളജി, റേഡിയോലിഗാൻഡ് ബൈൻഡിംഗ് ടെക്നിക്കുകൾ എന്നിവ സംയോജിപ്പിച്ചുകൊണ്ട്, നാൻ-ഇയാവിന്റെ അസംബ്ലിയും ചെറിയ തന്മാത്ര റെഗുലേറ്ററുകളുമായി അത് ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ സംവിധാനവും ഞങ്ങൾ വ്യക്തമാക്കി. കൂടാതെ, ഘടനാപരമായി ബന്ധിതമായ കാൽമോഡുലിൻ (CaM) ഐയാവിലേക്കും AP- സ്ഥിരതയുള്ള നാൻ പെന്റാമറുകളിലേക്കും ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. ചാനലുകളിലെ കാൽസ്യം അയോണുകളുടെ നിയന്ത്രണം, ചാനൽ അസംബ്ലി, ലിഗാൻഡ് ബൈൻഡിംഗ് അഫിനിറ്റി നിർണ്ണയിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള പ്രധാന ഉൾക്കാഴ്ചകൾ ഈ ഫലങ്ങൾ നൽകുന്നു. കൂടുതൽ പ്രധാനമായി, ഈ പ്രക്രിയകളിൽ ARD ഒരു കേന്ദ്ര പങ്ക് വഹിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ സ്ഥിരീകരിച്ചു. പ്രസക്തമായ കാർഷിക കീടനാശിനികളുമായി ബന്ധിതമായ പൂർണ്ണമായ പ്രാണി ചാനലുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ഞങ്ങളുടെ പഠനം.27, 28, 29കീടനാശിനി വ്യവസായത്തിന്റെ വികസനത്തിനുള്ള സാധ്യതകൾ തുറക്കുന്നു, കീടനാശിനികളുടെ ഫലപ്രാപ്തിയും പ്രത്യേകതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, ആഗോള ഭക്ഷ്യസുരക്ഷയും വെക്റ്റർ വഴി പകരുന്ന രോഗങ്ങളുടെ വ്യാപനവും പരിഹരിക്കുന്നതിന് മറ്റ് ജീവിവർഗങ്ങളിൽ TRPV-ലക്ഷ്യമിടുന്ന സംയുക്തങ്ങൾ പ്രയോഗിക്കാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.
നാൻ-ഇയാവ് നിയന്ത്രിക്കുന്നത് Ca2+ ആണെന്നും, നിയന്ത്രണ സംവിധാനം ഘടനാപരമായി ബന്ധിതമായ CaM ആണെന്നും ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. പ്രധാനമായി, മറ്റ് അയോൺ ചാനലുകളുടെ (ഉദാഹരണത്തിന്, വോൾട്ടേജ്-ഗേറ്റഡ് Na+ ചാനലുകൾ, TRPV5/6 ചാനലുകൾ) നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങളിൽ നിന്ന് Nav ന്റെ ഈ Ca2+-ആശ്രിത നിയന്ത്രണം ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.52,53,54,55,56,57. Nav1.2 ചാനലിൽ, CaM ന്റെ സി-ടെർമിനൽ ഡൊമെയ്ൻ സി-ടെർമിനൽ ഡൊമെയ്നുമായി (CTD) ഹെലിക്കായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ Ca2+ അതിന്റെ N-ടെർമിനൽ ഡൊമെയ്നിനെ CTD യുടെ വിദൂര ഭാഗവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു.56. TRPV5/6 ചാനലിൽ, CaM ന്റെ C-ടെർമിനൽ ഡൊമെയ്ൻ CTH യുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ Ca2+ അതിന്റെ N-ടെർമിനൽ ഡൊമെയ്നിന്റെ മുകളിലേക്കുള്ള വിപുലീകരണത്തെ സുഷിരത്തിലേക്ക് പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, അതുവഴി കാറ്റേഷൻ പെർമിയബിലിറ്റി തടയുന്നു.53,54, अन्या. നാൻ-ഇയാവ്-സിഎഎമ്മിന്റെ Ca2+-നിയന്ത്രിത പ്രവർത്തനത്തിനുള്ള ഒരു മാതൃക ഞങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു (ചിത്രം 4h). ഈ മാതൃകയിൽ, CaM ന്റെ N-ടെർമിനൽ ഡൊമെയ്ൻ Iav ന്റെ C-ടെർമിനൽ ഡൊമെയ്നുമായി (CTH) ഘടനാപരമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. വിശ്രമ അവസ്ഥയിൽ (കുറഞ്ഞ [Ca2+] സാന്ദ്രത), CaM ന്റെ C-ടെർമിനൽ ഡൊമെയ്ൻ നാനുമായി ഇടപഴകുകയും ARD കൺഫോർമേഷൻ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുകയും അതുവഴി ചാനൽ തുറക്കൽ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു അഗോണിസ്റ്റ്/കീടനാശിനി ചാനലുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത് സുഷിര തുറക്കലിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് Ca2+ ഒഴുക്കിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. തുടർന്ന് Ca2+ CaM മായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് നാനിന്റെ ARD യിൽ നിന്ന് C-ടെർമിനൽ ഡൊമെയ്നിന്റെ വിഘടനത്തിന് കാരണമാകുന്നു. CaM ബൈൻഡിംഗ് തടയുന്നത് അടിസ്ഥാനപരമായി Ca2+ ന്റെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്ന പ്രഭാവം ഇല്ലാതാക്കുന്നതിനാൽ, ഈ വിഘടനം ARD മൊബിലിറ്റിയെ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, അതുവഴി Ca2+-ആശ്രിത തടസ്സം അല്ലെങ്കിൽ ഡിസെൻസിറ്റൈസേഷന് കാരണമാകുന്നു. കാൽസ്യം അയോൺ എല്യൂഷന് ശേഷമുള്ള ചാനൽ പ്രവാഹങ്ങളുടെ ദ്രുത വീണ്ടെടുക്കൽ (ചിത്രം 4g) സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ഈ സംവിധാനം Ca2+-മധ്യസ്ഥതയുള്ള ന്യൂറോണൽ സിഗ്നലുകളിലേക്കുള്ള ദ്രുത പ്രതികരണങ്ങൾക്ക് സൗകര്യമൊരുക്കുന്നു എന്നാണ്. കൂടാതെ, ഐഎവിന്റെ സി-ടെർമിനൽ മേഖല, ഇപ്പോഴും നന്നായി മനസ്സിലാക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ല, ചാനൽ ടാർഗെറ്റിംഗിലും നിലവിലെ നിയന്ത്രണത്തിലും മറ്റ് പങ്കുവഹിക്കുന്നതായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.21
അവസാനമായി, കാർഷിക പ്രാധാന്യമുള്ള ഒരു കീടനാശിനി-കീടനാശിനി TRP ചാനൽ സമുച്ചയത്തിന്റെ ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ ഘടന ഞങ്ങളുടെ പഠനം അവതരിപ്പിക്കുന്നു - മുമ്പ് നമുക്ക് അജ്ഞാതമായ ഒരു കണ്ടെത്തൽ. ശ്രദ്ധേയമായി, പ്രാണികളുടെ കോശങ്ങളിലല്ല, മനുഷ്യകോശങ്ങളിലെ (HEK293S GnTi–) പ്രാണികളുടെ ചാനലിന്റെ ഘടനയും പ്രവർത്തനവും ഞങ്ങൾ ചിത്രീകരിച്ചു. വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന കീടനാശിനി പ്രതിരോധത്തിന്റെയും ഭക്ഷ്യസുരക്ഷയിലും രോഗകാരികളിലും തുടർച്ചയായ സമ്മർദ്ദത്തിന്റെയും പശ്ചാത്തലത്തിൽ, മനുഷ്യന്റെ ആരോഗ്യത്തിനും ആഗോള ഭക്ഷ്യസുരക്ഷയ്ക്കും വേണ്ടി പുതിയ കീടനാശിനികൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് സഹായിക്കുന്ന പ്രധാന വിവരങ്ങൾ ഞങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം നൽകുന്നു. ലേബൽ നിർദ്ദേശങ്ങൾക്കനുസൃതമായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ AP പോലുള്ള കീടനാശിനികൾ ചില കീടങ്ങൾക്കെതിരെ ഫലപ്രദമാണെന്നും പ്രയോജനകരമായ പരാഗണകാരികൾക്ക് കുറഞ്ഞ വിഷാംശം ഉണ്ടെന്നും പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് അവയുടെ പരിസ്ഥിതി സുരക്ഷ തെളിയിക്കുന്നു.13,16, 13,16, 13,16, 13,16, 13,16, 13,16, 13,13, 13,16, 13,13, 13, 16കൂടാതെ, കൊതുകുകളിൽ നടത്തിയ ചില എപി ഡെറിവേറ്റീവുകളുടെ പരീക്ഷണത്തിൽ അവയ്ക്ക് പറക്കാനുള്ള കഴിവ് ഒടുവിൽ നഷ്ടപ്പെടുന്നതായി തെളിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. ഈ മോഡുലേറ്റിംഗ് സംയുക്തങ്ങൾ നാൻ-ഇയാവുമായി എങ്ങനെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് മനസ്സിലാക്കുന്നത് നിലവിലുള്ള സംയുക്തങ്ങളുടെ പരിഷ്കരണത്തിനോ കൂടുതൽ ഫലപ്രദവും ഫലപ്രദവുമായ പുതിയ സംയുക്തങ്ങളുടെ വികസനത്തിനോ സഹായിക്കും.കൃത്യമായകീട നിയന്ത്രണം. എൻഡോജെനസ് സംയുക്തങ്ങൾ, കീടനാശിനികൾ, Ca2+-CaM എന്നിവയുടെ പ്രവർത്തനം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് മാത്രമല്ല, ചാനൽ അസംബ്ലിക്കും നാൻ-ഇയാവ് ARD ഇന്റർഫേസ് നിർണായകമാണെന്ന് ഞങ്ങളുടെ പഠനം തെളിയിക്കുന്നു. ചെറിയ തന്മാത്രകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഹെറ്ററോഡൈമർ അസംബ്ലി തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നത് അയോൺ ചാനൽ ഇൻഹിബിറ്ററുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു സവിശേഷവും വാഗ്ദാനപ്രദവുമായ സമീപനമായിരിക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.
എട്ട് ഓർത്തോലോജസ് ജീനുകളിൽ നിന്ന്, ഡിറ്റർജന്റുകളിൽ മികച്ച സ്ഥിരത കാണിക്കുന്ന തവിട്ട് വണ്ടുകളുടെ (ഹാലിയോമോർഫ ഹാലിസ്) നാൻചുങ്, ഇൻആക്ടീവ് എന്നിവയുടെ മുഴുനീള ജീനുകൾ തിരഞ്ഞെടുത്തു. സിന്തസൈസ് ചെയ്ത ജീനുകളെ മനുഷ്യ പ്രകടനത്തിനായി കോഡൺ-ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുകയും XhoI, EcoRI നിയന്ത്രണ സൈറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് pBacMam pCMV-DEST വെക്റ്ററിലേക്ക് (ലൈഫ് ടെക്നോളജീസ്) ക്ലോൺ ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. ഇത് ക്ലോണുകൾ C-ടെർമിനൽ GFP-FLAG-10xHis, mCherry-FLAG-10xHis ടാഗുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഫ്രെയിമിലാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കി, ഇവ HRC-3C പ്രോട്ടീസ് (PPX) ഉപയോഗിച്ച് പിളർന്നു, സ്വതന്ത്രമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.എക്സ്പ്രഷൻ. നാൻചുങ്ങ്, ഇൻആക്ടീവ് എന്നിവ pBacMam വെക്റ്ററിലേക്ക് ക്ലോൺ ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിച്ച പ്രൈമറുകൾ ഇപ്രകാരമായിരുന്നു:
K3 ക്യാമറയും ഒരു Gatan BioQuantum എനർജി ഫിൽട്ടറും ഘടിപ്പിച്ച ഒരു Titan Krios G2 ട്രാൻസ്മിഷൻ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പിൽ (FEI) വ്യക്തിഗത കണങ്ങളുടെ സൂക്ഷ്മ ചിത്രങ്ങൾ ലഭിച്ചു. 20 eV ഊർജ്ജ സജ്ജീകരണവും 1.08 Å/പിക്സൽ സാമ്പിൾ പിക്സൽ വലുപ്പവും (81,000x നാമമാത്ര മാഗ്നിഫിക്കേഷൻ), -0.8 മുതൽ -2.2 μm വരെയുള്ള ഒരു ഡീഫോക്കസ് ഗ്രേഡിയന്റും ഉപയോഗിച്ച് മൈക്രോസ്കോപ്പ് 300 keV-ൽ പ്രവർത്തിപ്പിച്ചു. 25 e–px−1 s−1 എന്ന നാമമാത്ര ഡോസ് നിരക്കും, 2.4 s എക്സ്പോഷർ സമയവും, ഏകദേശം 60 e–Å−2 എന്ന ആകെ ഡോസും ഉള്ള ഒരു Latitude S മൈക്രോസ്കോപ്പ് (Gatan) ഉപയോഗിച്ച് സെക്കൻഡിൽ 40 ഫ്രെയിമുകളിൽ വീഡിയോ റെക്കോർഡിംഗ് നടത്തി.
RELION 4.061-ൽ MotionCor2 ഉപയോഗിച്ച് ഫിലിമിൽ ബീം-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് മോഷൻ കറക്ഷനും ഡോസ് വെയ്റ്റിംഗും നടത്തി. പാച്ച്-അധിഷ്ഠിത CTF എസ്റ്റിമേഷൻ രീതി62 ഉപയോഗിച്ച് ക്രയോസ്പാർക്കിൽ കോൺട്രാസ്റ്റ് ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്ഷൻ (CTF) പാരാമീറ്റർ എസ്റ്റിമേഷൻ നടത്തി. ≥4 Å എന്ന CTF ഫിറ്റിംഗ് റെസല്യൂഷനുള്ള ഫോട്ടോമൈക്രോഗ്രാഫുകൾ തുടർന്നുള്ള വിശകലനത്തിൽ നിന്ന് ഒഴിവാക്കി. സാധാരണയായി, ക്രയോസ്പാർക്കിൽ പോയിന്റ് തിരഞ്ഞെടുപ്പിനായി 500–1000 ഫോട്ടോമൈക്രോഗ്രാഫുകളുടെ ഒരു ഉപസെറ്റ് ഉപയോഗിച്ചു, തുടർന്ന് ടെംപ്ലേറ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കണിക തിരഞ്ഞെടുപ്പിനായി വ്യക്തമായ റഫറൻസ് ഇമേജ് ലഭിക്കുന്നതിന് ഫിൽട്ടർ ചെയ്തതിന് ശേഷം നിരവധി റൗണ്ട് 2D വർഗ്ഗീകരണം നടത്തി. തുടർന്ന് 64-പിക്സൽ ബൗണ്ടിംഗ് ബോക്സുകളും 4-ഫോൾഡ് ബിന്നിംഗും ഉപയോഗിച്ച് കണികകൾ വേർതിരിച്ചെടുത്തു. അനാവശ്യ കണിക വിഭാഗങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി നിരവധി റൗണ്ട് 2D വർഗ്ഗീകരണം നടത്തി. പ്രാരംഭ 3D മോഡൽ ab initio പുനർനിർമ്മാണം ഉപയോഗിച്ച് പുനർനിർമ്മിക്കുകയും ക്രയോസ്പാർക്കിൽ ഏകീകൃതമല്ലാത്ത പരിഷ്കരണം ഉപയോഗിച്ച് പരിഷ്കരിക്കുകയും ചെയ്തു. ARD വൈവിധ്യത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ക്രയോസ്പാർക്കിലോ RELION-ലോ 3D വർഗ്ഗീകരണം നടത്തി. മെംബ്രൻ ഡൊമെയ്നുകളുടെ കാര്യമായ വൈവിധ്യമൊന്നും നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടില്ല. C1, C2 രീതികൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് കണികകളെ ശുദ്ധീകരിച്ചത്; ഉയർന്ന C2 റെസല്യൂഷനുള്ള കണങ്ങളെ C2 നെ അപേക്ഷിച്ച് സമമിതിയായി കണക്കാക്കുകയും ബയേസിയൻ ശുദ്ധീകരണത്തിനായി RELION-ലേക്ക് ഇറക്കുമതി ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. പിന്നീട് കണികകളെ അന്തിമ ഏകീകൃതമല്ലാത്തതും പ്രാദേശികവുമായ ശുദ്ധീകരണത്തിനായി ക്രയോസ്പാർക്കിലേക്ക് തിരികെ മാറ്റി. അന്തിമ റെസല്യൂഷനും കണികാ എണ്ണവും പട്ടിക 1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
നാൻ+എപി പെന്റാമറുകൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുമ്പോൾ, മെംബ്രൻ ഡൊമെയ്നുകളുടെ (പ്രത്യേകിച്ച് പോർ മേഖല) റെസല്യൂഷൻ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള വിവിധ രീതികൾ ഞങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തു, ഉദാഹരണത്തിന് സിഗ്നൽ സബ്ട്രാക്ഷൻ, ടിഎംഡി മാസ്കിംഗ്. എന്നിരുന്നാലും, പോർ മേഖലയിലെ തീവ്രമായ ക്രമക്കേടും ടിഎംഡിയുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള വൈവിധ്യവും കാരണം ഈ ശ്രമങ്ങൾ പരാജയപ്പെട്ടു. ക്രയോസ്പാർക്കിലെ നോൺ-യൂണിഫോം പ്രോസസ്സിംഗ് രീതി ഉപയോഗിച്ച് യാന്ത്രികമായി സൃഷ്ടിച്ച ഒരു മാസ്ക് ഉപയോഗിച്ചാണ് അന്തിമ റെസല്യൂഷൻ കണക്കാക്കിയത്, പ്രധാനമായും ARD മേഖലയെ ലക്ഷ്യം വച്ചായിരുന്നു ഇത്. ഇത് മെംബ്രൻ ഡൊമെയ്നുകളേക്കാൾ (പ്രത്യേകിച്ച് VSLD മേഖല) ഗണ്യമായി ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ നേടി.
നാൻചുങ്, ഇൻആക്ടീവ് ബഗുകളുടെ അപ്പോ ഫോമുകളുടെ പ്രാരംഭ ഡി നോവോ മോഡലുകൾ ആദ്യം സൃഷ്ടിച്ചത് കൂട്ട്63 ഉപയോഗിച്ചാണ്, കൂടാതെ കുറഞ്ഞ കോൺഫിഡൻസ് മേഖലകളെ തിരിച്ചറിയാൻ ആൽഫഫോൾഡ്264 ഉപയോഗിച്ചാണ് നാൻ, ഇയാവ് ബഗുകളുടെ മോഡലുകൾ സൃഷ്ടിച്ചത്. യഥാക്രമം പിഡിബി ആക്സസഷനുകളായ 4JPZ56, 1CFD65 എന്നിവയിലെ Ca2+-ബൈൻഡിംഗ്, Ca2+-ഫ്രീ മോഡലുകളുടെ കർക്കശമായ ശരീര ഫിറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് കാൽമോഡുലിൻ മോഡലിംഗ്. ശരിയായ സ്റ്റീരിയോകെമിസ്ട്രിയും നല്ല ജ്യാമിതിയും ഉറപ്പാക്കാൻ ഗോളീയ പരിഷ്കരണം ഉപയോഗിച്ച് മോഡലുകൾ പരിഷ്കരിച്ചു. തുടർന്ന് ഫോസ്ഫാറ്റിഡൈൽകോളിൻ, ഫോസ്ഫാറ്റിഡൈലെത്തനോളമൈൻ, ഫോസ്ഫാറ്റിഡൈൽസെറിൻ എന്നിവ നന്നായി നിർവചിക്കപ്പെട്ട ലിപിഡ് സാന്ദ്രതകളായി മാതൃകയാക്കി, NAM, AP ലിഗാൻഡുകൾ ഇറുകിയ ജംഗ്ഷനുകളിൽ അനുബന്ധ സാന്ദ്രതകളിൽ സ്ഥാപിച്ചു. PHENIX66 ലെ eLBOW ഉപയോഗിച്ച് ഐസോഫോമുകളുടെ SMILES സ്ട്രിംഗിൽ നിന്ന് കൺസ്ട്രെയിൻറ്റ് ഫയലുകൾ സൃഷ്ടിച്ചു. ഒടുവിൽ, ദ്വിതീയ ഘടന നിയന്ത്രണങ്ങളോടെ ലോക്കൽ ഗ്രിഡ് തിരയലും ആഗോള മിനിമൈസേഷനും ഉപയോഗിച്ച് PHENIX ലെ യഥാർത്ഥ സ്ഥലത്ത് മോഡലുകൾ പരിഷ്കരിച്ചു. മോഡൽ പരിഷ്കരണത്തിനും ഘടനാ വിശകലനത്തിനും MolProbity സെർവർ ഉപയോഗിച്ചു, PyMOL, UCSF Chimera X എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ചിത്രീകരണങ്ങൾ നടത്തി. 67,68,69 HOLE സെർവർ ഉപയോഗിച്ച് അപ്പർച്ചർ വിശകലനം നടത്തി, 70 കൺസർഫ് സെർവർ ഉപയോഗിച്ച് സീക്വൻസ് കൺസർവേഷൻ മാപ്പിംഗ് നടത്തി.71
ഇഗോർ പ്രോ 6.2, എക്സൽ ഓഫീസ് 365, ഗ്രാഫ്പാഡ് പ്രിസം 7.0 എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചാണ് സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ വിശകലനം നടത്തിയത്. എല്ലാ ക്വാണ്ടിറ്റേറ്റീവ് ഡാറ്റയും ശരാശരി ± സ്റ്റാൻഡേർഡ് പിശക് (SEM) ആയി അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. രണ്ട് ഗ്രൂപ്പുകളെ താരതമ്യം ചെയ്യാൻ വിദ്യാർത്ഥിയുടെ ടി-ടെസ്റ്റ് (ടു-ടെയിൽഡ്, അൺപെയേർഡ്) ഉപയോഗിച്ചു. ഒന്നിലധികം ഗ്രൂപ്പുകളെ താരതമ്യം ചെയ്യാൻ വൺ-വേ വേരിയൻസ് വിശകലനം (ANOVA) തുടർന്ന് ഡണ്ണറ്റിന്റെ പോസ്റ്റ് ഹോക്ക് ടെസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ചു. *P< 0.05, ** പി< 0.01, ***Pഡാറ്റ വിതരണത്തെ ആശ്രയിച്ച് < 0.001 സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കനുസരിച്ച് പ്രാധാന്യമുള്ളതായി കണക്കാക്കി. Kd, Ki മൂല്യങ്ങളും അവയുടെ അസമമായ 95% കോൺഫിഡൻസ് ഇടവേളകളും ഗ്രാഫ്പാഡ് പ്രിസം 10 ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കി.
പഠന രീതിശാസ്ത്രത്തെക്കുറിച്ചുള്ള കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾക്ക്, ഈ ലേഖനത്തിൽ ലിങ്ക് ചെയ്തിരിക്കുന്ന നേച്ചർ പോർട്ട്ഫോളിയോ റിപ്പോർട്ട് സംഗ്രഹം കാണുക.
PDB 4JPZ, 1CFD ഡാറ്റാബേസുകളിൽ നിന്നുള്ള കാൽമോഡുലിൻ മോഡലുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് പ്രാരംഭ മോഡൽ നിർമ്മിച്ചത്. പ്രോട്ടീൻ ഡാറ്റാ ബാങ്കിൽ (PDB) 9NVN (ലിഗാൻഡ് ഇല്ലാത്ത നാൻ-ഇയവ്-CaM), 9NVO (നിക്കോട്ടിനാമൈഡുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന നാൻ-ഇയവ്-CaM), 9NVP (നിക്കോട്ടിനാമൈഡുമായും EDTAയുമായും ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന നാൻ-ഇയവ്-CaM), 9NVQ (അഫിനിഡോൾപൈറോളിൻ, കാൽസ്യം എന്നിവയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന നാൻ-ഇയവ്-CaM), 9NVR (അഫിനിഡോൾപൈറോളിൻ, EDTA എന്നിവയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന നാൻ-ഇയവ്-CaM), 9NVS (അഫിനിഡോൾപൈറോളിൻ, EDTA എന്നിവയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന നാൻ പെന്റാമർ) എന്നീ ആക്സഷൻ നമ്പറുകളിൽ കോർഡിനേറ്റുകൾ നിക്ഷേപിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി ഡാറ്റാബേസിൽ (EMDB) അനുബന്ധ ക്രയോ-ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി ചിത്രങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന ആക്സഷൻ നമ്പറുകളിൽ നിക്ഷേപിച്ചിരിക്കുന്നു: EMD-49844 (ലിഗാൻഡ് ഇല്ലാത്ത Nan-Iav-CaM), EMD-49845 (നിക്കോട്ടിനമൈഡ് ഉള്ള Nan-Iav-CaM കോംപ്ലക്സ്), EMD-49846 (നിക്കോട്ടിനമൈഡും EDTA ഉം ഉള്ള Nan-Iav-CaM കോംപ്ലക്സ്), EMD-49847 (അഫിഡോപൈറോളൈനും കാൽസ്യവും ഉള്ള Nan-Iav-CaM കോംപ്ലക്സ്), EMD-49848 (അഫിഡോപൈറോളൈനും EDTA ഉം ഉള്ള Nan-Iav-CaM കോംപ്ലക്സ്), EMD-49849 (അഫിഡോപൈറോളൈനും ഉള്ള Nan-Iav-CaM കോംപ്ലക്സ്). ഫങ്ഷണൽ വിശകലനത്തിനുള്ള അസംസ്കൃത ഡാറ്റ ഈ പേപ്പറിൽ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജനുവരി-28-2026