Les canaux ioniques communiquent sans intermédiaire

Claudia Sailer, biochimiste de l’Université de médecine d’Innsbruck, et Henrike Berkefeld, électrophysiologiste de l’Université de Fribourg, ont prouvé que des canaux ioniques Ca2+ et K+ interagissent sans recourir à des protéines intermédiaires.

Les canaux ioniques sont des complexes protéiques grâce auxquels les ions traversent la membrane plasmique des cellules, de l’intérieur vers l’extérieur ou inversement. Or, bien des phénomènes électriques ou électrophysiologiques en dépendent, à l’instar de la contraction des cellules musculaires ou de la neurotransmission. Les canaux BKCa, en particulier, permettent la repolarisation des cellules nerveuses, c’est-à-dire la formation des potentiels électriques qui déclencheront la libération d’hormones ou de neurotransmetteurs en réponse à un stimulus. Ces mêmes canaux potassiques dépendant du calcium protègent la cellule de trop fortes augmentations de la concentration intracellulaire en calcium, leur conductance étant élevée. Pourtant, ils ne peuvent être activés que par de fortes concentrations locales en calcium, lesquelles sont dommageables pour la cellule.

De telles observations laissaient supposer que les canaux BKCa sont liés à des canaux calcium : ces derniers prélèveraient des ions calcium à l’extérieur et les achemineraient à l’intérieur de la cellule, à proximité immédiate des canaux BKCa, de sorte à ce que la concentration locale (Ca2+) soit suffisamment élevée pour activer les canaux BKCa mais suffisamment localisée pour ne pas abîmer le reste de la cellule.

Les deux scientifiques ont effectivement démontré l’existence d’un tel lien bi-moléculaire entre les canaux Ca2+ et BKCa, et ce en combinant des expériences de purification par immunoaffinité, de séquençage de protéines et d’électrophysiologie : les canaux BKCa des cerveaux de rats forment des complexes macromoléculaires avec les canaux Cav1.2 (type L), Cav2.1 (type P/Q) et Cav2.2 (type N).

Pour en savoir plus : Henrike Berkefeld, Claudia A. Sailer, Wolfgang Bildl, Volker Rohde, Jörg-Oliver Thumfart, Silke Eble, Norbert Klugbauer, Ellen Reisinger, Josef Bischofberger, Dominik Oliver, Hans-Günther Knaus, Uwe Schulte, Bernd Fakler (2006). ‘BKCa-Cav Channel Complexes Mediate Rapid and Localized Ca2+-Activated K+ Signaling’, Science, 314(5799):615-620, doi:10.1126/science.1132915