Долгое время оставалось неизвестным, какие именно белки позволяют ощущать холод. Ученые выяснили, что мы узнаем о понижении температуры благодаря белкам GluK2, входящим в состав ионных каналов.
Чтобы выжить и адаптироваться к постоянно меняющимся условиям окружающей среды, животные и люди развили специализированную соматосенсорную систему, позволяющую определять изменения внешней температуры. Исследование механизмов работы терморецепторов началось более 20 лет назад с открытия термочувствительного белка под названием TRPV1. Далее в различных исследованиях были обнаружены белки, ответственные за чувствительность к высоким и средним температурам, однако загадка восприятия низких температур долгое время оставалась неразгаданной. Хотя несколько кандидатов, особенно термочувствительные каналы TRP, были предложены в качестве сенсоров холода, их роль в обеспечении холодового восприятия соматосенсорными нейронами in vivo не была подтверждена.
В 2019 году ученым удалось обнаружить первый белок рецептора холода у нематоды Caenorhabditis elegans. Ген, кодирующий белок C. elegans, относится к консервативным, то есть он схож у многих видов, включая мышей и людей. Поэтому после нематод исследования были проведены на мышах.
Исследователи из США провели исследование на мышах, которое позволило определить функции белка GluK2, который кодирует субъединицу 2 типа каината глутамат-ионотропного рецептора. Оказалось, что он позволяет ощущать сильный холод.
В ходе работы исследователи нокаутировали ген GluK2 у мышей, а затем провели серию экспериментов по проверке поведенческих реакций животных на температуру и другие механические раздражители. Оказалось, что мыши нормально реагировали на высокие, средние и низкие температуры, но не проявляли никакой реакции на сильный холод. На основании этого исследования ученые сделали вывод о ключевой роли GluK2 в восприятии холода.
Это открытие расширяет наше понимание термочувствительности и может помочь понять, почему пациенты по-разному переносят холод при некоторых заболеваниях. Полученные результаты также указывают на то, что GluK2 является потенциальной терапевтической мишенью при холодовой боли.
Источник: Cai W. et al. The kainate receptor GluK2 mediates cold sensing in mice //Nature Neuroscience (2024) DOI: 10.1038/s41593-024-01585-8
