Menggunakan tomografi cryo-elektron, penyelidik telah menemui mekanisme molekul yang mendasari mutasi dalam mata yang membawa kepada kebutaan.

Penyelidikan itu mendedahkan, pada tahap molekul, penentu struktur utama seni bina membran segmen luar rod (ROS) mata yang sangat khusus, yang memainkan peranan penting untuk penglihatan.

Kajian ini memberikan pemahaman tentang mekanisme yang mendasari patologi mutasi gen tertentu. Mutasi ini, yang terdapat dalam gen yang mengekodkan protein struktur utama dalam membran ROS, telah ditunjukkan membawa kepada kebutaan.

"Penemuan kami menunjukkan bahawa mutasi gen ini boleh menghalang atau menghalang sepenuhnya morfogenesis cakera yang, seterusnya, akan mengganggu integriti struktur ROS, menjejaskan daya maju retina, dan akhirnya membawa kepada kebutaan," kata Krzysztof Palczewski, profesor oftalmologi di Universiti California, Sekolah Perubatan Irvine dan pengarang kajian yang sepadan dalam eLife.

Daya Daya Retina

“Kajian ini memberi kita gambaran tentang bagaimana daya maju retina dikompromi oleh penyakit, seperti retinitis pigmentosa dan penyakit Stargardt, yang menjejaskan protein struktur termasuk periferin ABCA4. Berbekalkan data ini, kami kini boleh menyasarkan pendekatan terapeutik baharu yang bertujuan untuk merawat atau berpotensi menyembuhkan buta."

Ultrastruktur ROS yang sangat teratur telah diterangkan lebih lima tahun lalu, namun organisasinya pada peringkat molekul masih kurang difahami, sehingga kini. Menggunakan tomografi cryo-elektron (cryo-ET) dan kaedah penyediaan sampel baharu, para penyelidik dapat memperoleh imej resolusi molekul ROS.

"Cryo-ET membolehkan kami imej struktur cakera rim dan menilai secara kuantitatif penyambung antara cakera yang mendedahkan landskap molekul dalam ROS, termasuk penyambung antara membran cakera ROS," jelas Palczewski.

"Dengan maklumat ini, kami dapat menjawab soalan terbuka mengenai susunan cakera tertutup dan kelengkungan membran tinggi pada rim cakera, yang merupakan ciri struktur khusus dan penting bagi ROS."

Penyelidikan yang berterusan, termasuk kajian yang melibatkan manusia, adalah perlu untuk menguji penemuan baharu ini. Walau bagaimanapun, petunjuk awal adalah bahawa pendekatan terapeutik baru kemungkinan besar akan melibatkan gen editing teknologi, bukannya pembesaran gen atau campur tangan farmakologi.

Penyelidik tambahan dari UC Irvine dan Institut Biokimia Max-Planck menyumbang kepada kerja itu.

Sokongan untuk penyelidikan itu datang daripada program CIFAR Molecular Architecture of Life, Institut Kesihatan Nasional, dan organisasi Penyelidikan untuk Mencegah Buta.

sumber: UC Irvine