THEPOWERGAME
Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν εντόπισαν την πρωτεΐνη που επιτρέπει στα θηλαστικά να αισθάνονται το κρύο, καλύπτοντας ένα μακροχρόνιο κενό γνώσης στον τομέα της αισθητηριακής βιολογίας.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο Nature Neuroscience, θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αποκάλυψη του τρόπου με τον οποίο αισθανόμαστε και υποφέρουμε από το ακραίο κρύο το χειμώνα και γιατί ορισμένοι άνθρωποι αντιμετωπίζουν διαφορετικά το κρύο κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες ασθένειας.
«Οι αισθητήρες θερμοκρασίας ανακαλύφθηκαν πριν από 20 χρόνια, με την εύρεση μιας πρωτεΐνης που ανιχνεύει τη θερμότητα και ονομάζεται TRPV1», δήλωσε ο νευροεπιστήμονας Shawn Xu, καθηγητής στο Ινστιτούτο U-M Life Sciences και ανώτερος συγγραφέας της νέας έρευνας.
«Διάφορες μελέτες έχουν βρει τις πρωτεΐνες που ευθύνονται για ζεστές ακόμη και ψυχρές θερμοκρασίες, αλλά δεν μπορέσαμε να επιβεβαιώσουμε τι γίνεται με θερμοκρασίες κάτω από περίπου 15,5 βαθμούς Κελσίου».
Σε μια μελέτη του 2019, ερευνητές στο εργαστήριο του Καθηγητή Xu ανακάλυψαν την πρώτη πρωτεΐνη υποδοχέα ψυχρής αίσθησης, το Caenorhabditis elegans, χρησιμοποιώντας ένα είδος σκουληκιών μήκους χιλιοστού που το εργαστήριο μελετά ως μοντέλο συστήματος για την κατανόηση των αισθητηριακών αποκρίσεων.
Επειδή το γονίδιο που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη Caenorhabditis elegans διατηρείται εξελικτικά σε πολλά είδη, συμπεριλαμβανομένων των ποντικών και των ανθρώπων, αυτό το εύρημα παρείχε ένα σημείο εκκίνησης για την επαλήθευση του αισθητήρα ψύχους στα θηλαστικά: μια πρωτεΐνη που ονομάζεται GluK2 (συντομογραφία για την υπομονάδα 2 του ιονοτροπικού υποδοχέα καϊνικού γλουταμινικού).
Για αυτήν την τελευταία μελέτη, μια ομάδα ερευνητών από το Life Sciences Institute και το U-M College of Literature, Science, and the Arts δοκίμασαν την υπόθεσή τους σε ποντίκια που δεν είχαν το γονίδιο GluK2 και επομένως δεν μπορούσαν να παράγουν πρωτεΐνες GluK2. Μέσα από μια σειρά πειραμάτων για να ελέγξει τις συμπεριφορικές αντιδράσεις των ζώων στη θερμοκρασία και άλλα μηχανικά ερεθίσματα, η ομάδα διαπίστωσε ότι τα ποντίκια ανταποκρίθηκαν κανονικά σε ζεστές και ψυχρές θερμοκρασίες, αλλά δεν έδειξαν καμία αντίδραση στο επιβλαβές κρύο.
Το GluK2 βρίσκεται κυρίως σε νευρώνες στον εγκέφαλο, όπου λαμβάνει χημικά σήματα για να διευκολύνει την επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων. Υφίσταται όμως και σε αισθητήριους νευρώνες στο περιφερικό νευρικό σύστημα (εκτός εγκεφάλου και νωτιαίου μυελού).
«Γνωρίζουμε τώρα ότι αυτή η πρωτεΐνη εξυπηρετεί μια εντελώς διαφορετική λειτουργία στο περιφερικό νευρικό σύστημα, επεξεργάζοντας ενδείξεις θερμοκρασίας αντί για χημικά σήματα για την αίσθηση του κρύου», δήλωσε ο Dr. Bo Duan, αναπληρωτής καθηγητής μοριακής, κυτταρικής και αναπτυξιακής βιολογίας στο U-M και συν-ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.
Ενώ το GluK2 είναι περισσότερο γνωστό για το ρόλο του στον εγκέφαλο, ο Καθηγητής Xu εικάζει ότι αυτός ο ρόλος της ανίχνευσης θερμοκρασίας μπορεί να ήταν ένας από τους αρχικούς σκοπούς της πρωτεΐνης. Το γονίδιο GluK2 έχει «συγγενείς» σε όλο το εξελικτικό δέντρο, που φτάνει μέχρι τα μονοκύτταρα βακτήρια.
«Ένα βακτήριο δεν έχει εγκέφαλο, οπότε γιατί θα μπορούσε να εξελίξει έναν τρόπο να λαμβάνει χημικά σήματα από άλλους νευρώνες; Αλλά θα είχε μεγάλη ανάγκη να αισθανθεί το περιβάλλον του και ίσως και τη θερμοκρασία και τις χημικές ουσίες», ανέφερε ο Καθηγητής Xu.
«Έτσι νομίζω ότι η ανίχνευση θερμοκρασίας μπορεί να είναι μια αρχαία λειτουργία, τουλάχιστον για ορισμένους από αυτούς τους υποδοχείς γλουταμικού, που τελικά επιλέχθηκε καθώς οι οργανισμοί εξέλιξαν πιο πολύπλοκα νευρικά συστήματα».
Εκτός από την κάλυψη ενός κενού στο παζλ της ανίχνευσης θερμοκρασίας, ο Καθηγητής Xu πιστεύει ότι το νέο εύρημα θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία και ευημερία. Οι καρκινοπαθείς που λαμβάνουν χημειοθεραπεία, για παράδειγμα, παρουσιάζουν συχνά οδυνηρές αντιδράσεις στο κρύο.
«Αυτή η ανακάλυψη του GluK2 ως αισθητήρα κρύου στα θηλαστικά ανοίγει νέα μονοπάτια για να κατανοήσουμε καλύτερα γιατί οι άνθρωποι βιώνουν οδυνηρές αντιδράσεις στο κρύο και ακόμη ίσως προσφέρει έναν πιθανό θεραπευτικό στόχο για τη θεραπεία αυτού του πόνου σε ασθενείς των οποίων η αίσθηση κρύου είναι υπερδιεγερμένη», υποστήριξε ο Καθηγητής Xu.
Ακολουθήστε το Powergame.gr στο Google News για άμεση και έγκυρη οικονομική ενημέρωση!
