en.wikipedia.org JJ Harrison

Мухи с их фасеточными глазами могут похвастаться самой молниеносной реакцией на зрительные раздражители во всём животном царстве – впятеро быстрее, чем у нас. Любой, кто хоть раз пытался поймать здоровую муху на лету, может это подтвердить. Возможно, причина феномена кроется в особенностях работы рецепторов сетчатки этих насекомых.
До недавнего времени физиологи были уверены, что ионные каналы в клеточных мембранах, отвечающие за генерацию рецепторного сигнала, активируются только при помощи химических веществ, играющих здесь ту же роль, что и медиаторы в межклеточных взаимодействиях. Оказалось, что это не всегда так. Структуры фоторецепторов мух, подвергшись воздействию света, на одном из ранних этапов формирования ответа передают информацию чисто механически. Электрический импульс, возникающий при этом, доходит до мозга быстрее, чем, например, у млекопитающих, которые генерируют зрительный сигнал традиционным способом.
Мембрана фоторецептора мухи имеет десятки тысяч выпячиваний – микроворсинок, сгруппированных таким образом, чтобы улавливать свет как можно полнее. Каждая микроворсинка снабжена биохимическим механизмом фототрансдукции (трансформации света в энергию нервного импульса). Как и в глазах других животных, у мух процесс начинается с того, что пигмент родопсин поглощает попавший на сетчатку квант света. В случае фоторецепторов с микроворсинками это активирует фосфолипазу С. Этот фермент катализирует расщепление крупных молекул фосфолипидов, входящих в структуру клеточной мембраны. Реакция неким образом приводит к повышению проницаемости мембраны для катионов натрия, кальция и других металлов, генерируя рецепторный ответ.
Представляя себе ход событий в общих чертах, физиологи долго не могли объяснить, как фосфолипаза заставляет открываться ионные каналы. Предполагалось, что должно быть некое вещество номер два, блокирующее каналы до тех пор, пока оно не вступит во взаимодействие с ферментом. Профессор Роджер Харди и доктор Кристиан Франце из Кембриджа провели ряд опытов на дрозофилах и обнаружили, что их фоторецепторы прекрасно обходятся без второго молекулярного посредника. Изъятие фосфолипазой мембранного липида PIP2 уменьшает площадь мембраны, отчего её натяжение возрастает, и каналы открываются. Синхронизированная реакция микроворсинок мгновенно распространяется на всю клетку. Этот механизм отдалённо напоминает расползание большого куска ткани, из которого вырезали множество мелких лоскутков, зашили прорехи, а потом попытались растянуть полотнище до первоначального размера. В дополнение к традиционным представлениям о каскадах только биохимических реакций, эта новая концепция расширяет наши представления о клеточных сигнальных механизмах.
Каналы кратковременного рецепторного потенциала в фоторецепторах мухи сходны с КРП-каналами, играющими жизненно важную роль в организме человека. Эти структуры могут в будущем послужить мишенями для лекарственных препаратов против боли, гипертензии, ревматоидного артрита, заболеваний дыхательной системы и даже рака.

Источник:
Roger C. Hardie, Kristian Franze. Photomechanical Responses in Drosophila Photoreceptors. Science, 12 October 2012; Vol. 338 no. 6104 pp. 260-263 DOI: 10.1126/science.1222376

GD Star Rating
loading...

Добавить комментарий