پروتئینی که در درک احساس سرما نقش دارد

به گزارش ایسنا و به نقل از وبسایت رسمی دانشگاه میشیگان، پژوهشگران در بررسی جدید خود، یک پروتئین گیرنده را شناسایی کرده‌اند که می‌تواند فرا رسیدن زمستان را پیش‌بینی کند. این پژوهش، نخستین پروتئینی که نسبت به سرمای شدید حساس است را نشان می‌دهد.

"شاون ژو"(Shawn Xu)، پژوهشگر "دانشگاه میشیگان"(UMich) و از نویسندگان این پروژه گفت: عصب‌های پوست می‌توانند سرما را احساس کنند اما هیچ‌کس تاکنون موفق نشده نحوه احساس سرما را توسط این مولکول‌ها به دقت مشخص کند. من فکر می‌کنم که اکنون پاسخ را یافته‌ایم.

هنگامی که دمای محیط به شکل ناراحت‌کننده‌ای کاهش می‌یابد، پروتئین‌های گیرنده داخل عصب‌های حسی پوست، تغییر را دریافت می‌کنند و این اطلاعات را به مغز انتقال می‌دهند. این موضوع، در مورد همه ارگانیسم‌ها، از انسان گرفته تا کرم‌های کوچک "الگانس"(Caenorhabditis elegans) که پژوهشگران دانشگاه میشیگان مورد بررسی قرار داده‌اند، صدق می‌کند.

ژو ادامه داد: هنگامی که از خانه بیرون می‌روید و احساس می‌کنید که هوا بیش از حد سرد است، واکنش شما این است که هرچه زودتر به محیط گرم‌تری بروید. هنگامی که کرم‌ها احساس گرما می‌کنند، رفتاری برای دوری از سرما نشان می‌دهند و مانند انسان از دمای سرد فرار می‌کنند.

در هر حال کرم‌های الگانس، بر خلاف انسان و ارگانیسم‌های پیچیده دیگر، طول عمر کوتاهی دارند که این موضوع، آنها را به یک مدل ارزشمند برای بررسی واکنش‌های حسی تبدیل می‌کند.

پژوهش‌های پیشین در مورد گیرنده سرما، ناموفق بوده‌اند زیرا پژوهشگران بر گروه‌های خاصی از ژن تمرکز داشته‌اند که با احساس در ارتباط بوده‌اند و تمرکز بر ژن‌های خاص، این موضوع را به رویکردی مغرضانه تبدیل می‌کرد. ژو و همکارانش به جای این روش، بر کرم‌های الگانس تمرکز کردند و هزاران تغییر ژنتیکی تصادفی را برای تشخیص عامل موثر بر واکنش کرم‌ها نسبت به سرما مورد بررسی قرار دادند.

پژوهشگران دریافتند کرم‌هایی که فاقد ژن گیرنده "گلومات" (glutamate) موسوم به GLR-3"" هستند، نسبت به دمای زیر 18 درجه سلسیوس واکنش نشان می‌دهند. این ژن، در ساخت پروتئین گیرنده GLR-3 نقش دارد و بدون وجود آن، کرم‌ها احساس خود را نسبت به سرما از دست می‌دهند. این موضوع نشان می‌دهد که این پروتئین، برای احساس سرما لازم است.

ژن GLR-3، میان گونه‌های متفاوت از جمله انسان‌ها وجود دارد و در مهره‌داران، مانند یک گیرنده سرما عمل می‌کند. هنگامی که پژوهشگران، ژن GLR-3 را به کرم‌های فاقد آن افزودند، دریافتند که این ژن می‌تواند حساسیت کرم‌ها را نسبت به سرما کاهش دهد. آنها نسخه‌هایی از ژن کرم، گورخرماهی، موش و انسان را به سلول‌های پستانداران فاقد احساس سرما انتقال دادند. در پایان آزمایش، این سلول‌ها در همه نسخه‌های ژن‌ها، نسبت به سرما حساس شدند.

ژن مورد نظر در موش‌ها توانست نقش انتقال سیگنال‌های شیمیایی را به مغز انجام دهد. پژوهشگران دریافتند که این ژن، در گروهی از عصب‌های حسی موش‌ها که می‌توانند محرک‌های محیطی از جمله دما را تشخیص دهند، فعال است.

کاهش بیان این ژن در عصب‌های حسی موش‌ها، توانایی احساس سرما را سرکوب کرد اما در سرکوب احساس خنکی نقشی نداشت. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهند که پروتئین مربوط به این ژن، مانند یک گیرنده سرما در پستانداران عمل می‌کند.

ژو اضافه کرد: تمرکز پژوهش‌ها در همه سال‌های گذشته، بر عملکرد این ژن در مغز بود. ما اکنون دریافته‌ایم که این ژن، در دستگاه عصبی پیرامونی نیز نقش دارد. این کشف هیجان‌انگیز، یکی از گیرنده‌های حسی را نشان می دهد که تاکنون در طبیعت شناسایی شده‌اند.

این پژوهش، در مجله "Cell" به چاپ رسید.