Нобелевская премия 2021 г. за открытие рецепторов температуры и прикосновения

04 Жовтня 2021 3:26 Поділитися

Нобелевской премии в области физиологии и медицины в 2021 г. были удостоены совместно Дэвид Джулиус (David Julius), физиолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco) и Ардем Патапутян (Ardem Patapoutian), молекулярный биолог армяно-ливанского происхождения из Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute), США «за открытие рецепторов температуры и прикосновения». Ниже мы приводим выдержки из пресс-релиза, опубликованного Нобелевским комитетом. Комментируя в Twitter данную новость, люди из разных стран, помимо поздравлений лауреатов, чаще всего выражали сожаление, что премии не удостоены исследователи, сделавшие возможным широкое применение вакцин на основе мРНК.

Д. Джулиус, который скоро будет отмечать 66-й день рождения, используя капсаицин из жгучего перца, идентифицировал рецепторы, реагирующие на нагревание. Ныне 54-летний, А. Патапутян открыл новый класс нервных окончаний, реагирующих на механические раздражители в коже и внутренних органах. Лауреаты определили важные недостающие звенья в понимании сложной взаимосвязи между нашими ощущениями и окружающей средой.

Д. Джулиус с коллегами создали библиотеку из миллионов фрагментов ДНК, соответствующих генам, экспрессия которых позволяет сенсорным нейронам реагировать на боль, тепло и прикосновения. Исследователи предположили, что библиотека будет включать и фрагмент ДНК, кодирующий белок, способный реагировать на капсаицин. После кропотливых поисков был идентифицирован единственный ген, который делал клетки чувствительными к капсаицину. Дальнейшие эксперименты показали, что идентифицированный ген кодирует определенный белок ионного канала TRPV1. Были идентифицированы дополнительные ионные каналы, и теперь мы можем понять, как разные температуры могут вызывать электрические сигналы в нервной системе. Открытие TRPV1 стало крупным прорывом, приведшим к определению других термочувствительных рецепторов.

Независимо друг от друга Д. Джулиус и А. Патапутян использовали химическое вещество ментол для идентификации TRPM8-рецептора, который активируется холодом. Дополнительные ионные каналы, связанные с TRPV1 и TRPM8, активировались в диапазоне различных температур.

Однако оставалось неясным, как механические стимулы трансформируются в наши ощущения прикосновения и давления. А. Патапутян и его сотрудники идентифицировали гены-кандидаты, кодирующие возможные рецепторы. Эти гены были инактивированы один за другим, чтобы выявить среди них ответственный за механочувствительность. Так был открыт новый и совершенно неизвестный механочувствительный ионный канал, получивший название Piezo1 от греческого слова, обозначающего давление (píesh), а также второй ген, названный Piezo2.

Было установлено, что сенсорные нейроны экспрессируют высокие уровни Piezo2, и дальнейшие исследования подтвердили, что Piezo1 и Piezo2 являются ионными каналами, которые непосредственно активируются давлением на клеточные мембраны. Кроме того, было показано, что Piezo2 играет ключевую роль в критически важном восприятии положения тела и его движения — проприоцепции. В дальнейшей работе была определена роль каналов Piezo1 и Piezo2 в физиологических процессах, включая артериальное давление, контроль дыхания и мочевого пузыря. Революционные открытия каналов TRPV1, TRPM8 и Piezo позволили понять, как тепло, холод и механическая сила могут инициировать нервные импульсы (рисунок).

РИСУНОК
Основополагающие открытия лауреатов Нобелевской премии этого года объяснили, как тепло, холод и прикосновение могут инициировать сигналы в нашей нервной системе. Идентифицированные ионные каналы важны для многих физиологических процессов и патологических состояний.

Исследования, основанные на открытиях, удостоенных Нобелевской премии этого года, сосредоточены на выяснении функций рецепторов, чувствительных к повышенной температуре и положению тела, в различных физио­логических процессах. Эти данные используют для разработки методов лечения широкого спектра заболеваний, включая хроническую боль.

По материалам www.nobelprize.org; www.scripps.edu

Коментарі

Коментарі до цього матеріалу відсутні. Прокоментуйте першим

Добавить свой

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

*

Останні новини та статті