Сразу две статьи, опубликованные в журнале Nature на этой неделе, посвящены открытию американских ученых, обнаруживших белок, отвечающий за ощущение болезненности прикосновения.
Ученые давно знают, что окончания чувствительных нервов в нашей коже способны различать давление, боль, жар, холод и другие ощущения с помощью белков специальных ионных каналов, расположенных в мембранах нейронов. Однако только в последнее время исследователи начали выделять и описывать специфические белки, участвующие в каждом из чувствительных путей. В ходе недавнего исследования им удалось установить, что за ощущение болезненности прикосновений отвечает группа чувствительных белков, известных как пьезо-белки (от греч. piezo — давить, сжимать).
Одно исследование проводилось в лаборатории доктора Ардема Патапутиана (Ardem Patapoutian), профессора клеточной биологии в Нейрологическом центре Dorris при исследовательском институте Scripps. Его лаборатория специализируется на изучении чувствительных белков ионных каналов нейронов. При воздействии на эти белки определенных стимулов, ионные каналы открываются, позволяя ионам кальция, натрия и калия выходить из клетки и поступать в нее. Исследователи обнаружили 2 вида белков, названных пьезо-1 и пьезо-2, проявляющих свойства механотрансдукторов — преобразователей механических сигналов, например, растяжения или сжатия, в биохимические. Эти белки представляют собой достаточно большие ионные каналы — крупнейшие из всех известных в настоящее время. В каждом нейроне насчитывается более сотни таких каналов.
Вторая группа ученых под руководством Кима Сун Юна (Sung Eun Kim) провела эксперимент над фруктовым мушками. Дрозофилы были выбраны неслучайно — их нервная система схожа с нервной системой млекопитающих, и у них также есть пьезо-белки. Как выяснилось, мухи-дрозофилы с генетическими мутациями, лишающими их пьезо-белков, перестают реагировать на раздражители, вызывающие ощущение боли при прикосновении у их здоровых сородичей. При этом при восстановлении синтеза этих белков чувствительность к болезненными прикосновениям у дрозофил возвращается. Ученые намерены продолжить изучение семейства пьезо-белков и выяснить их роль в участии различных биологических процессов и заболеваний.
