Touch sensing is essential to human communication, quality of life and health; however, the underlying molecular mechanisms remain mostly unknown. Touch is mediated by ion channels on sensory neurons, such as Transient receptor potential (TRP) channels. Recently drosophila’s mechanosensory TRP channel, No mechanoreceptor potential C (NOMPC) has been illuminated as a possible direct gating ion channel that transduces mechanical stimuli into electrical and chemical signals by opening its ion pore. Here, we first demonstrate features of NOMPC using total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy and magnetic tweezer. We showed the stable tetrameric formation by bleaching the eGFP-NOMPC recombinant protein with laser on TIRF microscopy. Also we pulled eGFP-NOMPC-Spytag recombinant protein using magnetic tweezer to discover the mechanical characteristics of NOMPC. Ours study established the preliminary experimental environments to understanding the unexplored mechanism of NOMPC.
우리가 살면서 만지고 느끼고 하는 것은 굉장히 중요하다. 만질 수 없다면 상대방이 있다는 것을 느낄 수 없을 것이고 위험한 힘이 우리를 제압하려 할 때 방어할 수도 없을 것이다. 이런 의미에서 감각이라는 것은 굉장히 중요하다. 우리 피부의 말단에는 신경이 굉장히 넓게 분포하여 열이나 물리적인 자극 등을 감지한다. 신경은 전기적 신호를 뇌로 보내어 우리가 어떠한 자극을 받고 있는 지 인식하여 그에 따른 다음 명령을 지시한다.
신경조직의 끝에는 여러 가지 외부적 자극을 신경으로 전달할 수 있도록 만들어진 분자 기구들이 있다. 많은 기구들 중 Transient receptor potential(TRP) channel 은 열이나 빛, 및 물리적인 자극을 이차적인 신호로 만들어 신경에 전달해 주는 역할을 하는 단백질로 알려져 있다. TRP channel family 는 총 7곱 종류로 나누고 각각 다른 자극을 담당하여 전달한다.
본 연구는 초파리의 TRP channel 중 하나인 No mechanoreceptor potential C (NOMPC)의 역학적 특성을 알아보기 위한 것이다. NOMPC는 6개의 막 관통영역이 세포막에 떠다니고 있는 이온통로이며 큰 특징으로는 앞부분에 아주 긴 Ankyrin repeat domain이 29개나 달려있다. 막 관통영역은 세포 안과 밖의 2가 이온의 통과를 제어하는 역할을 한다.그리고 Ankyrin repeat domain은 세포의 구조를 이루는 microtuble에 붙는 역할을 함으로서 세포가 받는 역학적 힘을 감지하는데 도움을 준다.
현재까지 NOMPC에 관련된 조직학적 및 생리학적 수준의 연구는 많이 되어 있지만 아직 분자적인 수준의 연구는 많이 되어 있지 않은 실정이다. 특히 역학적인 특성을 관찰하는 실험은 지금까지 없었다. 본 연구는 전반사현미경 (total internal reflection flurescence microscopy)과 자기집게를 이용하여 NOMPC의 역학적인 특성을 알 수 있는 실험적인 환경을 확립하고 더 나아가 그 메커니즘을 분석하기 위한 선행연구이다. 이 논문에서는, 먼저 한개의 이온통로가 4개의 단일분자(tetramer)로 이루어져 있다고 알려져 있는 NOMPC가 인위적 실험조건 아래에서도 유지가 되는지 광표백(laser bleaching) 실험기법을 이용하여 알아보고, 자기집게를 이용하여 특정 힘으로 NOMPC를 당겼을 때 어떠한 특성을 보이는지를 알아보았다.
앞으로 본 연구를 발판 삼아 앞으로 NOMPC의 역학적 특성을 분석함으로써 어떠한 조건하에서 NOMPC역학적의 이온통로구멍 (channel pore)이 열리는지 알 수 있을 것이며, 다른 중요한 이온통로단백질을 더 깊이 연구하거나 그에 관련된 질병을 위한 약물을 시험하기 위한 하나의 분석시험의 틀을 마련할 수 있을 것이다.
