Funkčná a štruktúrna analýza vybraných ľudských polymorfizmov teplotne citlivých TRP kanálov

Abstract

Current genetic association studies provide increasing evidence for an important role of temperature-sensitive TRP (transient receptor potential) ion channels in both the peripheral and central nervous system. The significance of the possible influence of TRP gene variants on ion channel structure and function is mostly only predicted by bioinformatics tools, or completely missing. In this present thesis, single nucleotide polymorphisms in the genes encoding ion channels TRPA1 and TRPC5 were analyzed in relation to pain intensity experimentally determined in 219 patients diagnosed with rheumatoid arthritis. Numerous missense mutations were identified in the TRPA1 gene and their functional characterization was performed by mutagenesis and patch-clamp electrophysiological techniques. Analysis of voltage- and agonist-induced membrane currents showed that TRPA1 variants rs7819749, rs920829 and rs959976 statistically significantly increased the sensitivity of the receptor to the oxidant chloramine T. TRPC5 and selected genes encoding key proteins that interact with TRPC5 (TRPC4, TRPC4AP, STIM1, HOMER1, Gai3) showed a high degree of conservation, indicating a strong selection pressure to maintain function. Functional analysis of the TRPC5 variants rs1925852905 and rs759412912, which have recently been...

Súčasné genetické asociačné štúdie poskytujú stále viac dôkazov o dôležitej úlohe teplotne citlivých iónových kanálov TRP (transient receptor potential) v periférnom a centrálnom nervovom systéme. Význam možného vplyvu variant génov TRP na štruktúru a funkciu iónových kanálov je väčšinou len odhadovaný bioinformatickými nástrojmi, alebo úplne chýba. V tejto práci sme analyzovali jednonukleotidové polymorfizmy v génoch kódujúcich iónové kanály TRPA1 a TRPC5 vo vzťahu k intenzite bolesti experimentálne stanovenej u 219 pacientov s diagnózou reumatoidnej artritídy. V géne TRPA1 boli identifikované početné missense mutácie a ich funkčná charakterizácia bola vykonaná pomocou mutagenézy a elektrofyziologických techník patch-clamp. Analýza napäťovo a agonisticky indukovaných membránových prúdov ukázala, že varianty TRPA1 rs7819749, rs920829 a rs959976 štatisticky významne zvyšujú citlivosť receptora na oxidant chloramín T. TRPC5 a vybrané gény kódujúce kľúčové proteíny, ktoré interagujú s TRPC5 (TRPC4, TRPC4AP, STIM1, HOMER1, Gai3), vykazovali vysoký stupeň konzervovanosti, čo naznačuje silný selekčný tlak na zachovanie funkcie. Funkčná analýza variantov TRPC5 rs1925852905 a rs759412912, ktoré boli nedávno opísané v súvislosti so závažnými ochoreniami centrálneho nervového systému, preukázala zníženú...