За что дали Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2021?

Сегодня были объявляены лауреаты нобелевской премии — Дэвид Джулиус и Ардем Патапутян открыли новый механо-чувствительный ионный канал, отвечающий за рецепцию механического воздействия у человека.

Представьте, что вы идете босиком по лужайке в жаркий летний день. Вы можете почувствовать тепло солнца, ласку ветра и каждую травинку под вашими ногами. Вся эта информация о температуре, прикосновениях, давлении необходима нашему организму для адаптации к постоянно меняющейся окружающей среде. Но каким образом тело получает и обрабатывает эти сигналы?

Этот вопрос исследуется уже давно: в 1944 году Джозеф Эрлангер и Герберт Гассер получили Нобелевскую премию за открытие различных типов сенсорных нервных волокон, которые реагируют на различные стимулы, например, в ответ на болезненное или безболезненное прикосновение. С тех пор было продемонстрировано, что разные нервные клетки специализированы для обнаружения и передачи разных типов стимулов — это позволяет нам тонко воспринимать среду.

Дальше — жарче! Во второй половине 1990-х годов Дэвид Джулиус и его коллеги открыли терморецептор TRPV1, который также реагировал на капсаицин. Исследователи взяли РНК, синтезировали соответствующую ей ДНК и in vitro экспрессировали различные гены чувствительных клеток, пока не обнаружили то, что искали — реакцию в ответ на добавление капсаицина.

Напомним, что по РНК, находящейся в клетке, можно выделить активные именно в данной ткани гены, но в дальнейшем удобнее работать с ДНК: поэтому ученые часто синтезируют комплементарную ДНК по матрице РНК клетки, и этот процесс называется обратная транскрипция.

Позже был также обнаружен терморецептор TPRV8, чувствительный к ментолу. В общем, когда вы едите острое блюдо или мятную конфету, ваш язык действительно чувствует тепло и холод рецепторами TPRV, то есть капсаицин и ментол обманывают наш организм.

В то время как механизмы рецепции тепла в человеческом организме постепенно уточнялись, открывались всё новые рецепторы, но восприятие механического воздействия по-прежнему оставалось загадкой. Были открыты механорецепторы у бактерий, но поиск рецепторов у позвоночных не увенчался успехом. Патапутян и его коллеги впервые идентифицировали такие у человека, назвав их Piezo1 и Piezo2.

Сначала была выведена линия клеток, которые реагировали на механические стимулы, затем было выделено 72 гена-кандидата, кодирующих ионные каналы. Эти гены были активированы один за другим, и, наконец, идентифицированы новые механочувствительные ионные каналы. Пока остается вопросом, в чём заключается функциональное различие Piezo1 и Piezo2, и это ещё предстоит исследовать :)

#статья
#новости
#Биохимия
#Человек