Ученые выявили ионный канал, который отвечает за тактильную чувствительность
Сотрудники лаборатории немецкого Центра Макса Дельбрюка обнаружили новый ионный канал ELKIN1, который активируется механическим раздражением и необходим для нормального ощущения прикосновения, 29 февраля сообщает научный журнал Science.
Каждое объятие, рукопожатие или специфическое действие (например вышивание) требует тактильного восприятия. Поэтому очень важно понять молекулярную основу осязания.
Ощущение прикосновения обеспечивается механически активируемыми ионными каналами. Хотя некоторые из этих каналов уже идентифицированы, механочувствительность сенсорных нейронов, вероятно, затрагивает несколько типов механически управляемых каналов. Автор исследования Сампурна Чакрабарти с коллегами идентифицировала предполагаемый ионный канал ELKIN1, который активируется механической силой и необходим для нормального ощущения прикосновения у мышей.
Удаление этого канала снижало активацию низкопороговых механически активируемых токов. Аналогичное снижение наблюдалось в индуцированных сенсорных нейронах человека при небольшом уменьшении ELKIN1.
Гэри Левин, руководитель отдела молекулярной физиологии соматических ощущений Лаборатории Центра Макса Дельбрюка более 20 лет изучал молекулярную основу ощущения осязания. Под его руководством команда ученых обнаружила новый ионный канал под названием Elkin1, который играет жизненно важную роль в восприятии прикосновения. Это лишь второй ионный канал, участвующий в сенсорном восприятии. Вполне вероятно, что белок непосредственно участвует в преобразовании механического стимула, например, легкого прикосновения — в электрический сигнал.
Когда присутствует Elkin1, рецепторы кожи могут передавать сигналы прикосновения по нервным волокнам в центральную нервную систему и мозг.
Команда Левина наткнулась на Elkin1 несколько лет назад, исследуя клеточную линию злокачественной меланомы. Исследователи обнаружили, что этот белок необходим для восприятия механической силы этими очень подвижными раковыми клетками.
«Теперь мы хотели определить, играет ли тот же белок роль в ощущении прикосновения», — говорит Левин.
Исследователи вывели генетически модифицированных мышей, у которых отсутствовал ген Elkin1. Затем они провели простые поведенческие эксперименты, в ходе которых слегка прикасались ватным тампоном к задним лапам грызунов.
Обычно мыши реагируют на прикосновения в 90% случаев, рассказал Левин. Мыши, лишенные Elkin1, реагировали только в половине случаев, что указывает на нечувствительность к прикосновениям. Важно отметить, что реакция грызунов на немеханические раздражители, такие как температура, не пострадала. Отсутствие Elkin1 снижает чувствительность к прикосновению.
На нейронном уровне доктор Сампурна Чакрабарти, ученый из команды Левина, использовала метод патч-клампа для записи электрической активности сенсорных нейронов.
Дальнейшие эксперименты подтвердили, что не было никаких сигналов, передаваемых от рецептора нейрона, оканчивающегося на коже, на первом этапе пути сигналов от кожи к спинному и головному мозгу.
Кроме того, их австралийские коллеги в лаборатории профессора Миреллы Доттори в Университете Вуллонгонга проверили, необходим ли Elkin1 для сенсорной чувствительности в сенсорных нейронах человека, выращенных в чашке Петри. Их результаты также убедительно свидетельствуют о том, что Elkin1 может играть важную роль в восприятии человеческого прикосновения.
Исследователи также обнаружили доказательства того, что Elkin1 может играть роль в передаче болезненных механических импульсов.
Если эти эксперименты подтвердятся, то ученые не только идентифицируют второй ионный канал, играющий незаменимую роль в нормальном восприятии прикосновений, но и новую потенциальную мишень для лечения хронической боли.
