Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd2733810.32607/actanaturae.27338Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleThe Effect of Calcium Ions on the Electrophysiological Properties of Single ANO6 ChannelsВлияние ионов кальция на электрофизиологические свойства одиночных каналов ANO6KolesnikovD. O.КолесниковД. О.
Russian Federation
shalygin.alexey@gmail.comGrigorievaE. R.ГригорьеваЕ. Р.
Russian Federation
shalygin.alexey@gmail.comNomerovskayaM. A.НомеровскаяМ. А.
Russian Federation
shalygin.alexey@gmail.comReshetinD. S.РешетинД. С.
Russian Federation
shalygin.alexey@gmail.comShalyginA. V.ШалыгинА. В.
Russian Federation
shalygin.alexey@gmail.comKaznacheyevaE. V.КазначееваЕ. В.
Russian Federation
evkazn@incras.ruInstitute of Cytology of the Russian Academy of SciencesИнститут цитологии РАН1005202416140470412202312022024Copyright ©; 2024, Kolesnikov D.O., Grigorieva E.R., Nomerovskaya M.A., Reshetin D.S., Shalygin A.V., Kaznacheyeva E.V.Copyright ©; 2024, Колесников Д.О., Григорьева Е.Р., Номеровская М.А., Решетин Д.С., Шалыгин А.В., Казначеева Е.В.2024Kolesnikov D.O., Grigorieva E.R., Nomerovskaya M.A., Reshetin D.S., Shalygin A.V., Kaznacheyeva E.V.Колесников Д.О., Григорьева Е.Р., Номеровская М.А., Решетин Д.С., Шалыгин А.В., Казначеева Е.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/27338

Proteins belonging to the anoctamin (ANO) family form calcium-activated chloride channels (CaCCs). The most unusual member of this family, ANO6 (TMEM16F), simultaneously exhibits the functions of calcium-dependent scramblase and the ion channel. ANO6 affects the plasma membrane dynamics and phosphatidylserine transport; it is also involved in programmed cell death. The properties of ANO6 channels remain the subject of debate. In this study, we investigated the effect of variations in the intracellular and extracellular concentrations of calcium ions on the electrophysiological properties of endogenous ANO6 channels by recording single ANO6 channels. It has been demonstrated that (1) a high calcium concentration in an extracellular solution increases the activity of endogenous ANO6 channels, (2) the permeability of endogenous ANO6 channels for chloride ions is independent of the extracellular concentration of calcium ions, (3) that an increase in the intracellular calcium concentration leads to the activation of endogenous ANO6 channels with double amplitude, and (4) that the kinetics of the channel depend on the plasma membrane potential rather than the intracellular concentration of calcium ions. Our findings give grounds for proposing new mechanisms for the regulation of the ANO6 channel activity by calcium ions both at the inner and outer sides of the membrane.

Белки семейства аноктаминов (ANO) формируют кальций-зависимые хлорные каналы (CaCC). Наиболее необычный представитель этого семейства – ANO6 (TMEM16F) – совмещает в себе функции кальций-зависимой скрамблазы и ионного канала. ANO6 влияет на динамику плазматической мембраны, перенос фосфатидилсерина и участвует в программируемой клеточной гибели. Свойства каналов ANO6 остаются предметом дискуссии. В настоящей работе, регистрируя одиночные каналы ANO6, мы изучили влияние изменений внутриклеточной и наружной концентрации ионов кальция на электрофизиологические свойства эндогенных каналов ANO6. Показано, что (1) высокая концентрация ионов кальция во внеклеточном растворе увеличивает активность эндогенных каналов ANO6; (2) проницаемость эндогенных каналов ANO6 по отношению к хлорид-ионам не зависит от внеклеточной концентрации ионов кальция; (3) увеличение внутриклеточной концентрации кальция приводит к активации эндогенных каналов ANO6 с двойной амплитудой; (4) кинетика работы канала зависит от потенциала плазматической мембраны, но не от внутриклеточной концентрации ионов кальция. Полученные нами данные дают возможность предложить новые механизмы регуляции активности каналов ANO6 ионами кальция как с внутренней, так и с наружной стороны мембраны.

ANO6TMEM16Fcalcium-activated chloride channelspatch-clamp techniquerecording currents through single channelsANO6TMEM16Fкальций-зависимые хлорные каналыметод локальной фиксации потенциаларегистрация токов через одиночные каналыРНФRussian Science Foundation22-24-00761Ehlen H.W.A., Chinenkova M., Moser M., Munter H.M., Krause Y., Gross S., Brachvogel B., Wuelling M., Kornak U., Vortkamp A. // J. Bone Mineral Res. 2013. V. 28. № 2. P. 246–259.Zhang Y., Le T., Grabau R., Mohseni Z., Kim H., Natale D.R., Feng L., Pan H., Yang H. // Sci. Advanc. 2020. V. 6. P. eaba0310.Ousingsawat J., Wanitchakool P., Schreiber R., Wuelling M., Vortkamp A., Kunzelmann K. // J. Biol. Chem. 2015. V. 290. № 10. P. 6270–6280.Yang H., Kim A., David T., Palmer D., Jin T., Tien J., Huang F., Cheng T., Coughlin S.R., Jan Y.N., et al. // Cell. 2012. V. 151. № 1. P. 111–122.Cabrita I., Benedetto R., Schreiber R., Kunzelmann K. // JCI Insight. 2019. V. 4. № 15. P. e128414.Braga L., Ali H., Secco I., Chiavacci E., Neves G., Goldhill D., Penn R., Jimenez-Guardeño J.M., Ortega-Prieto A.M., Bussani R., et al. // Nature. 2021. V. 594. № 7861. P. 88–93.Martins J.R., Faria D., Kongsuphol P., Reisch B., Schreiber R., Kunzelmann K. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2011. V. 108. № 44. P. 18168–18172.Kolesnikov D., Perevoznikova A., Gusev K., Glushankova L., Kaznacheyeva E., Shalygin A. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 9. P. 4767Kolesnikov D., Perevoznikova A., Gusev K., Glushankova L., Kaznacheyeva E., Shalygin A. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 9. P. 4767.Kolesnikov D.O., Nomerovskaya M.A., Grigorieva E.R., Reshetin D.S., Skobeleva K.V., Gusev K.O., Shalygin A.V., Kaznacheyeva E.V. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2024. V. 693. P. 149378.Ye W., Han T.W., He M., Nung Jan Y., Yeh Jan L. // eLife. 2019. V. 8. P. e45187.Kalienkova V., Clerico Mosina V., Paulino C. // J. Mol. Biol. 2021. V. 433. № 16. P. 166941.Lim N.K., Lam A.K.M., Dutzler R. // J. Gen. Physiol. 2016. V. 148. № 5. P. 375–392.