Обнаружен рецепторный белок, чувствующий холод
Тепло и холод мы чувствуем специальными рецепторами – нервными клетками, которые генерируют электрохимический импульс при той или иной температуре. Импульс бежит в мозг, и в результате мы понимаем, холодно нам или жарко. Но как сами рецепторы чувствуют, что на них что-то действует? Для этого у чувствительных клеток есть специальные белки, которые встроены в клеточную мембрану и которые могут пропускать ионы на внутреннюю или наружную сторону мембраны. Именно такой белок реагирует на раздражение, будь то температура, механическое давление, звуковые колебания и открывает путь ионам. Благодаря перераспределению заряженных ионов на мембране возникает тот самый электрохимический импульс.
4 сентября 2019
Многие такие рецепторные белки нам уже известны, но вот холодовый белок довольно долго от исследователей ускользал. И только сейчас в Cell выходит работа сотрудников Мичиганского университета и Хуачжунского научно-технического университета, в которой они описывают белок, помогающий чувствовать холод круглым червям Caenorhabditis elegans. По словам авторов, раньше холодовый рецепторный белок искали среди группы белков, о которых было известно, что они имеют отношение к той или иной сенсорике.
Черви C. elegans давно стали одним из модельных объектов в молекулярной биологии: их геном очень хорошо изучен, а из-за того, что многие гены, заведующие фундаментальными процессами, очень похожи даже у очень разных живых организмов, результаты экспериментов с этими круглыми червями могут пригодиться нам для понимания самих себя. Манипулировать генами у C. elegans тоже сравнительно просто, и исследователям оставалось только заметить, какие мутации меняют поведение червей при низкой температуре. Обычно черви (как и все прочие животные), если им слишком холодно, стараются уползти туда, где потеплее. Но если у них будет испорчен ген, кодирующий холодовый белок, то такие черви холода не почувствуют и никуда уползать не будут. Нужно было только не зацикливаться на известных сенсорных генах, а искать холодовый рецептор по всему геному.
Оказалось, что холод черви чувствуют с помощью белка GLR-3, который известен как рецептор для нейромедиатора глутамата. Он достаточно консервативен в эволюции, то есть гены, похожие на ген червей, есть у очень многих животных, включая человека. Более того, хотя в этом гене у каждого вида есть свои отличия, но всё же если ген glr-3 от млекопитающих пересаживали мутантным червям, у которых их собственный glr-3 был выключен, то черви начинали чувствовать холод. Точно так же, когда выращивали культуру мутантных холодовых нейронов млекопитающих, не чувствовавших холод, то они начинали реагировать на холод, когда им вводили ген glr-3 от червей, мышей или рыб.
Мышиный вариант гена называется GluK2 - он работает в нейронных цепочках мозга, помогая передавать нервным клеткам сигналы друг другу. Однако сейчас исследователям удалось показать, что GluK2 активен в некоторых нейронах, которые отвечают за восприятие внешних раздражителей. И если у мышей подавляли в сенсорных нейронах активность гена GluK2, то мыши переставали чувствовать холод: речь здесь идёт именно о сильном холоде – умеренное похолодание животные как раз ощущали. Это доказывает, что GluK2 отвечает за рекцию на холод у млекопитающих.
Все эти годы внимание было привлечно к оаботе этого гена в головном мозге. Сейчас выяснилось, что он играет свою роль также в подкожной неврной сиистеме.
Источник: https://www.nkj.ru, https://www.sciencedaily.com
