27. októbra 2021
Nobelovka medicina

Ako čili papričky pomohli vedcom pochopiť reakciu na teplo

Tohtoročná Nobelova cena za fyziológiu alebo medicínu bola udelená vedcom: fyziológovi Davidovi Juliusovi (University of California) a neurovedcovi Ardemovi Patapoutianovi (Howard Hughes Medical Institute, California) za objavenie receptorov teploty a hmatu. Títo dvaja americkí vedci prvýkrát opísali mechanizmus, ako ľudia reagujú na teplo, chlad a tlak cez nervové impulzy, čo je kľúčové pre prežitie a interagovanie so svetom okolo nás.

Julius a jeho tím najprv vytvorili knižnicu miliónov fragmentov DNA zodpovedajúcim génom, ktoré sú aktivované v senzorických neurónoch. Tie dokážu reagovať na bolesť, teplo a dotyk. Následne vložili tieto gény do buniek, ktoré normálne nereagujú na kapsaicín, teda na látku zodpovedná za pálivú chuť čili papričiek. Tak našli jediný gén, ktorý spôsobil citlivosť.

Mechanizmus vnímania bolesti. Zdroj Nobel prize outreach.
Mechanizmus vnímania bolesti. Zdroj Nobel prize outreach.

Tento gén kóduje iónový kanál v membráne bunky, ktorí vedci pomenovali TRPV1. Julius si neskôr uvedomil, že tento novoobjavený  kapsaicínový receptor TRPV1 je receptor na snímanie tepla. Aktivuje pri teplotách, ktoré sú vnímané ako bolestivé. Ďalší iónový kanál, ktorý obaja Julius a Patapoutianovi objavili nezávisle od seba, TRPM1, je zas aktivovaný chladom. To je veľmi zaujímavé, lebo síce je teplota jedno fyzikálne kontinuum, zažívame ju prostredníctvom dvoch rôznych senzorických systémov, jeden pre teplo a jeden pre chlad, a každý v závislosti od inej molekuly ktorá reaguje s iným receptorom na povrchu bunky.

Patapoutian a jeho spolupracovníci sa zároveň snažili pochopiť, ako by sa mechanické podnety mohli premeniť na naše zmysly dotyku a tlaku. Patapoutian použil bunky citlivé na tlak na objav novej triedy senzorov, ktoré reagujú na mechanické podnety v koži a vnútorných orgánoch. Identifikovali bunkovú líniu, ktorá reagovala, keď jej jednotlivé bunky boli pichané pipetou. Tím potom identifikoval 72 génových kandidátov a vypínali ich jeden po druhom, aby objavili ten, ktorý je zodpovedný za mechanosenzitivitu. Pomenovali ho piezo, podľa Gréckeho slova pre tlak, piesi. Rovnako ako v prípade teploty je to iónový kanál, ktorý je aktivovaný pri tlaku na bunkovú membránu.

Tieto objavy sú veľmi dôležité, lebo zmenili náš pohľad na to, ako vnímame svet okolo nás – a to doslovne.  Vysvetľujú na molekulárnej úrovni, ako sa podnety ako teplo, chlad a tlak premieňajú na nervové signály, čo môže viesť k vývoju liečiv na rôzne choroby, ako napríklad veľmi často vyskytovaná chronická bolesť. Obom vedcom srdečne gratulujeme.

[Michaela]

Obr: Nobel prize outreach.

Pridaj komentár