Протон менен иштеген курттардагы тезек: субатомдук протондор нерв сигналын өткөргүчтөр сыяктуу иштешет

Протон менен иштеген курттардагы тезек: субатомдук протондор нерв сигналын өткөргүчтөр сыяктуу иштешет
Протон менен иштеген курттардагы тезек: субатомдук протондор нерв сигналын өткөргүчтөр сыяктуу иштешет
Anonim

Булчуңдар көбүнчө нерв клеткаларынан булчуң клеткаларына нейротрансмиттер молекуласы чыкканда жыйрылат. Бирок Юта университетинин илимпоздору жылаңач субатомдук протондор чоңураак, татаалыраак нейротрансмиттерлер сыяктуу иштеп, ичеги булчуңдарын кичинекей тегерек курттарда кысылып, курттар тездеп кетиши мүмкүн экенин аныкташкан.

"Клеткаларда электрдик өзгөрүүлөрдү козгоо үчүн нейротрансмиттер катары кызмат кылган молекулалар салыштырмалуу аз. Протондор бул топтун дээрлик 20 жылдан бери жаңы мүчөлөрү болуп калды ", - дейт Биология профессору Эрик Йоргенсен, Мээ институтунун илимий директору. Юта университети жана изилдөөнүн улук автору январь айында. Cell журналынын 11 саны.

Серотонин, допамин жана GABA сыяктуу кадимки нейротрансмиттерлер көп атомдордон турган молекулалар болсо да, жаңы изилдөө күтүлбөгөн нерсени көрсөттү: электрондорунан ажыратылган жалгыз суутек атомдору болгон протондор тегерек курттун ичегисинен сорулуп чыгарылат. протеиндин бир түрү, андан соң кошуна булчуңдардагы рецептордук белоктор менен байланышып, булчуңдардын жыйрылышын камсыздайт, ошондуктан курт заңдап калат.

Изилдөөчүлөр протондор нейротрансмиттерлер сыяктуу иш кыла аларын гана көрсөтпөстөн, узундугу 1 миллиметрге жакын (25 дюйм) жана нематоддор деп аталган тегерек курттарда процесске катышкан гендер менен белокторду аныкташкан..

Мурунку изилдөөлөр адамдардын жана чычкандардын мээсинде протон насостору жана клеткалар арасында протондорду жылдыруу үчүн рецепторлор бар экенин көрсөткөн. Жаңы изилдөө ал протондордун мээдеги нерв сигналдарын өткөрүп берүү мүмкүнчүлүгүн жогорулатат, дейт Йоргенсен жана изилдөөнүн автору Уэйн Дэвис, биология боюнча илимий жардамчы профессор.

"Биз протондорду өткөргүч катары аткарган биринчи жолу таптык" дейт Дэвис. "Бул процесстер адамдарда болушу мүмкүн. Ичеги клеткаларында жана адамдардын жана чычкандардын мээсинде протондук насостор бар. Кээ бир насостор ичегиге тамакты сиңирүү үчүн кислота жасайт деп ойлошот. Бирок эмне үчүн протондук насостор мээ?"

Йоргенсен мындай деп кошумчалайт: "Протон рецептору жок чычкандар үйрөнө алышпайт. Балким, протон насосу жана рецептор үйрөнүү үчүн талап кылынышы мүмкүн ", ошондуктан протондор мээдеги нейротрансмиттерлер сыяктуу иштеши мүмкүн.

Юта штатынын аспиранты Асим Бег (азыр Колумбия университетинде) Йоргенсен, Дэвис, аспирант Паола Никс жана постдокторант Глен Эрнстром менен изилдөө жүргүздү.

Ич каткан курттардын ачылышы

Атомдор оң заряддуу протондорду жана зарядсыз нейтрондорду камтыган, терс заряддуу электрондор менен орбиталанган ядролордон турат. Демек, протондор заттын эң кичинекей компоненттеринин бири.

Буга чейин таанылган нейротрансмиттерлер, мисалы, серотонин (депрессиянын алдын алуудагы ролу менен белгилүү) жана дофамин (кокаинге жана башка дарыларга көз карандылыкка катышы бар) протондордон 100 эсе чоң. Бул протондорду "дүйнөдөгү эң кичинекей өткөргүч" кылат дейт Йоргенсен, ошондой эле Ховард Хьюз медициналык институтунун изилдөөчүсү.

Кислоталар күйүп кетет, анткени аларда протондордун жогорку концентрациясы бар, алар ашказандын тамакты сиңирүүсүнө жардам берери белгилүү болгон.

Жаңы изилдөө, жок эле дегенде, кээ бир шарттарда протондорду клеткалар байланыш үчүн колдонушу мүмкүн экенин көрсөттү. "Адатта сиз протондун концентрациясын тамак-ашты сиңирүү үчүн көбөйөт деп ойлойсуз" дейт Дэвис. "Азыр биз клетка бул протондорду байланыш үчүн колдонуп жатканын көрүп жатабыз. Протондор клеткалар бири-бири менен сүйлөшүү үчүн колдонгон тилдеги сөз сыяктуу иш алып барууда."

Изилдөө башталганда жаңы өткөргүч аныкталат деп эч ким ойлогон эмес. Анын ордуна, изилдөөчүлөр курттардын тездигин түшүнүүгө аракет кылышкан. Эмне үчүн" "Тамактануу, кыймылдоо, жыныстык катнашта болуу жана заңгыратуу - бардык жаныбарларга мүнөздүү нерсе", - дейт Дэвис.

Нематоддор же Caenorhabditis elegans, 1000дей клеткага ээ жана дүйнө жүзү боюнча изилдөөчүлөр тарабынан изилденген жөнөкөй жаныбарлар. Нематоддордо адамдарда кездешүүчү көптөгөн ткандар - нервдер, булчуңдар жана ичегилер жана ошол эле гендердин көбү бар, бул куртту адамдын биологиясын изилдөө үчүн үлгү кылат.

Тегерек курттардагы дефекация таң калыштуу түрдө татаал. Жаныбардын ар бир 50 секунд сайын булчуңдары кысылып, ичегидеги заттар сыртка чыгарылат. 50 секунддук цикл жаныбарлардын ойгонуу циклдерин жана башка көптөгөн жүрүм-турумун жөнгө салган биологиялык сааттын мисалы болуп саналат.

"Биз [дефекация] саатынын иштеши үчүн керектүү компоненттерди бөлүүгө кызыктар элек" дейт Никс. "Ал үчүн биз саатка таасир эткен мутацияларды издедик."

Курттарга алардын ДНКсын өзгөрткөн химиялык заттарга дуушар кылуу менен, изилдөөчүлөр дефекация кыла албаган мутант курттарды табышты. "Курттар тынымсыз тамактанышат, андыктан алар тез-тез чыгарбаса, ичтери катуу болуп калат" дейт Никс.

Тегерек курттун куйругунда булчуңдар түтүк сымал ичегини курчап турат жана ичеги менен аны курчап турган булчуңдардын ортосунда суюктукка толгон боштук бар. Булчуңдардын жыйрылышы курттун дефекациясына жардам берет. Изилдөөчүлөр мындай жыйрылууларды алдын алган эки башка ген мутациясын аныкташкан.

Протеиндер жана протондор тезек чыгаруу процессине түрткү берет

Бир ген, pbo-4 (дененин арткы жыйрылышы үчүн) протондорду ичегиден айдап чыгаруучу протеинди өндүрөт жана "протондор чыгып жатканда, натрийдин [ичегиге] кирүүсүнө уруксат берилген айланган эшик сыяктуу иш кылат. ичеги] курчап турган булчуңга абдан жакын суюктукка толгон мейкиндикке," дейт Дэвис.

Экинчи ген, pbo-5, ичегилерди курчап турган булчуңдарга рецептордук белок жасайт. Протондор ичегиден чыккандан кийин рецептордук белок менен байланышат.

"Кабылдагыч булчуңга протондордун бар экенин угушуна мүмкүндүк берген кулак сыяктуу иштейт" дейт Бег. Рецептор протон ага байланганда ачылып, булчуң клеткасында натрий сыяктуу көп сандагы иондордун агып киришине мүмкүндүк берүүчү тешик пайда болот. Иондор булчуңду жыйрытат.

Изилдөөчүлөр протондор ичегиден бөлүнүп жатканын билишкен, анткени алар микроскоп аркылуу алардын таасирин көрө алышкан.

Алар жашыл флуоресценттүү протеин менен курттарды өстүрүшкөн, ал протондор көп болгондо түсүн жоготот. Чоң курттарда ичеги менен курчап турган булчуңдун ортосундагы суюктукка толгон мейкиндикте жашыл протеин бар болчу - бул мейкиндик Эрнстромдун айтымында, "чачтын туурасынан болжол менен 1000 эсе кичине".

Окумуштуулар протондор ичегинин дубалынан жана аны курчап турган булчуңга айдалып жатканын көрсөтө алышты, анткени микроскоптун астында суюктукка толгон мейкиндик жашылсызданды. Протон насосу жок мутант курттарда жашыл өзгөрүүсүз калды, бул протондордун ичегиден космоско чыгарылбагандыгын көрсөтүп турат.

Кийинки экспериментте изилдөөчүлөр протон насосу жок мутанттардын ичеги менен курчап турган булчуңдун ортосундагы суюктукка толгон боштукка протондорду кошушту. Кошулган протондор булчуңдардын жыйрылышына алып келди. Бул протондордун ичегиден курчап турган булчуңга жыйрылуу сигналын алып жүрүү үчүн нейротрансмиттер сыяктуу иштээрин көрсөткөн.

"Кыйырууга протондор себепкер экенин далилдөө үчүн биз протондорду өзүбүз камсыз кылгыбыз келет" дейт Дэвис. "Протондор менен толтурулган майда ийне протондорду булчуң менен ичегилердин ортосундагы мейкиндикке киргизүү үчүн колдонулган. Биз ичегилерди айланып өтүп, булчуңду алдап, ичеги протондорду бөлүп чыгарып, булчуң жыйрылып жатат деп ойлойбуз."

Изилдөө Улуттук саламаттыкты сактоо институту жана Ховард Хьюз медициналык институту тарабынан каржыланган.

Популярдуу тема

Кызыктуу макалалар
Африкадан чыккан өрт: тарыхка чейинки адамдардын миграциясынын ачкычы
Кененирээк маалымат

Африкадан чыккан өрт: тарыхка чейинки адамдардын миграциясынын ачкычы

Миңдеген жылдар мурун от жагуу жөндөмү тарыхка чейинки гоминиддердин Африкадан Евразияга көчүшүнүн негизги фактору болгон деп эсептейт Иерусалимдеги Еврей университетинин Археология институтунун изилдөөчүсү Гешер Бенот Я. 'aqov Израилдеги археологиялык объект.

Соя мындан ары "Музыкалык жемиш эмеспи?"
Кененирээк маалымат

Соя мындан ары "Музыкалык жемиш эмеспи?"

Соя музыкалык жемиштердин тизмесинен чыгып кетиши мүмкүн. Сингапурдук илимпоздор кээ бир керектөөчүлөрдүн соя азыктары боюнча №1 даттануусун жеңгенин кабарлашууда - сояда табылган сиңирилбеген канттардан улам пайда болгон "метеоризм фактору"

Таза балык жуптары биргелешип, Корал рифинде жакшыраак кызмат көрсөтүшөт
Кененирээк маалымат

Таза балык жуптары биргелешип, Корал рифинде жакшыраак кызмат көрсөтүшөт

Табияттагы кызматташтык көбүнчө эки башка тараптын ортосунда товар же кызмат алмашуу катары иштейт. Nature илимий журналынын акыркы санындагы макалада Стокгольм университетинин изилдөөчүлөрү маржан рифтериндеги айрым балыктар балыктын башка түрлөрүн кантип таза кармаарын изилдешкен.