www.freedigitalphotos.net razvan ionut

Сделано знаменательное открытие в области физиологии животных: учёные из Исследовательского института Скриппса (Калифорния, США) выяснили, с каких белков начинается болевой сигнал. Работа была выполнена на знаменитых плодовых мушках дрозофилах, традиционной модельной системе физиологов.

Известно, что кожные рецепторы животных воспринимают давление, боль, тепло, холод благодаря специализированным туннельным белкам, образующим в наружных мембранах ионные каналы. Однако исследования природы этих белков только начаты.

Оказалось, что за ощущение боли отвечает семейство рецепторных белков, получивших название пьезо-протеинов. Профессор кафедры клеточной биологии Ардем Патапутен не исключает, что эти вещества могут также играть роль в рецепторном восприятии звука, давления крови и тому подобных раздражителей, оказывающих давление на мембраны.

Обычно белковый ионный канал активируется под действием того стимула, к которому он специфичен, открывается и позволяет ионам кальция, натрия или калия двигаться сквозь мембрану. Что до туннельных белков, реагирующих на механическое давление, они открываются в ответ на деформацию мембраны, в которую они встроены. Движение катионов вызывает изменение мембранного потенциала, которое влечёт за собой возникновение нервного импульса.

Двумя годами ранее команда Патапутена сделала сообщение, наделавшее много шуму в научных кругах. Французы обнаружили в организмах мышей два белка, способных к механотрансдукции. Клетки, в которые добавляли эти протеины, начинали реагировать на механическое давление, втягивая вовнутрь положительно заряженные ионы. Бертран Косте предложил назвать их протеинами пьезо-1 и пьезо-2 (от греческого слова «сжатие»).

Пьезо-протеины – крупнейшие туннельные белки из известных на сегодняшний день. Канал представляет собой комплекс из четырёх белковых молекул, прошивающих клеточную мембрану более 100 раз. Даже в отсутствии других белков, будучи помещёнными в липидный бислой, искусственную упрощённую имитацию мембраны, молекулы пьезо-белка собираются в тетрамерные комплексы и образуют каналы.

В целях эксперимента аспирант Сунг Эун Ким вывела линию генетически модифицированных дрозофил, у которых ген, кодирующий выработку пьезо-белка, не работал. Получившиеся насекомые реагировали на механическое воздействие заметно меньше, чем их обычные собратья, тогда как другие анализаторы у них функционировали нормально. Если же девушка искусственно восстанавливала синтез пьезо-белка в организмах личинок, из них вырастали мухи с полноценной чувствительностью.

За ближайшие несколько лет в лаборатории Патапутена собираются выяснить, какую роль эти уникальные белки играют в нормальных биологических процессах и развитии заболеваний.

Источники:

1. Sung Eun Kim, Bertrand Coste, Abhishek Chadha, Boaz Cook, Ardem Patapoutian. The role of Drosophila Piezo in mechanical nociception. Nature, 2012; DOI: 10.1038/nature10801

2. BertrandCoste, BailongXiao, JoseS. Santos, RuhmaSyeda, JörgGrandl, KathrynS. Spencer, SungEunKim, ManuelaSchmidt, JayantiMathur, AdrienneE. Dubin, MauricioMontal, ArdemPatapoutian. Piezo proteins are pore-forming subunits of mechanically activated channels. Nature, 2012; DOI: 10.1038/nature10812

GD Star Rating
loading...
Найден белок, благодаря которому мы чувствуем боль, 4.0 out of 10 based on 1 rating

Добавить комментарий