日本东京大学Hideaki E. Kato和美国斯坦福大学Karl Deisseroth研究发现了钾选择性通道视紫红质离子选择性的结构基础。相关研究成果8月30日在线发表于《细胞》。
据介绍，KCR通道视紫红质，即K+选择性光门控离子通道作为潜在的抑制性光遗传学工具受到了关注，但它们的K+选择性是如何实现的目前还不清楚。
研究人员展示了HcKCR1和HcKCR2的2.5~2.7冷冻电镜结构，以及具有增强K+选择性引导突变体的结构。结构、电生理、计算、光谱和生化分析揭示了K+选择性的独特机制，它不是形成典型K+通道的对称过滤器，实现选择性和脱水，而是在每个单体内的3个细胞外前庭残基形成一个灵活的不对称选择性门，且一个独特的脱水途径延伸到细胞内。结构比较揭示了诱导视网膜旋转的视网膜结合口袋，解释了HcKCR1/HcKCR2光谱差异，并且设计具有增加的K+选择性的相应KCR变体（KALI-1/KALI-2），为体外和体内的光遗传学抑制提供了关键优势。
因此，离子通道K+选择性机制的发现为下一代光遗传学提供了框架。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.08.009