За що отримали нобелівську премію з фізіології та медицині вчені у 2021 р.

Американські вчені Девід Джуліус та Ардем Патапутян отримали Нобелівську премію з медицини 2021 р. за відкриття в шкірі рецепторів, які визначають температуру і дотик.

До чого тут гострий перець чилі?

Відправною точкою для новаторських відкриттів вчених стала наукова робота Девіда Джуліуса та його захоплення натуральними продуктами.

Вчений вивчав дію капсаїцину, молекули, яка робить перець чилі гострим, імітуючи помилкове відчуття тепла, щоб зрозуміти, як шкіра відчуває температуру. У пошуках гена, здатного реагувати на капсаїцин, він і його команда створили бібліотеку з мільйонів генів, що експресують в сенсорних нейронах, які реагують на біль, тепло і дотик. Потім вони старанно експресували ці гени, один за іншим, в клітинах, які не могли реагувати на капсаїцин, поки не знайшли той, який реагував.

Вони також ідентифікували білок іонного каналу під назвою TRPV1, який робить клітини чутливими до капсаїцину. Пізніше вчений зрозумів, що цей рецептор капсаїцину також є рецептором, чутливим до тепла, який активується при температурах, які сприймаються як хворобливі.

Під тиском

Поки розгорталися механізми температурних відчуттів, Ардем Патапутян звернувся до іншого сенсорного відчуття - тиску. Він хотів визначити невловимі рецептори, які активуються механічними стимулами.

Разом зі своїми колегами він ідентифікував клітини, які реагують на дотик до них мікропіпеткою. Потім команда визначила 72 генів-кандидатів, які можуть кодувати рецептори, і відключила їх один за іншим, щоб виявити той, який відповідає за «механочутливість».

Робота Патапутяна привела до відкриття нових і зовсім невідомих сенсорів механочутливих іонних каналів в шкірі та внутрішніх органах, які реагують на механічні стимули, що сприймаються людьми, як дотик і тиск. Вони отримали назву Piezo1 від грецького слова «тиск».

Завдяки його подібності з Piezo1, був виявлений другий ген, названий Piezo2, який необхідний для дотику, а також для визначення положення і руху тіла, відомого як пропріоцепція. Обидва гени тиску були також пов'язані з іншими фізіологічними процесами, включаючи артеріальний тиск, дихання і контроль сечового міхура.

Образливий і ніжний

Революційні відкриття генів, чутливих до температури і тиску, дозволили зрозуміти, як тепло, холод і механічні сили можуть ініціювати нервові імпульси, які дозволяють нам сприймати навколишній світ і адаптуватися до нього.

Коментарі

Томас Перлманн, генеральний секретар Нобелівської асамблеї:

«Робота розкриває секрети природи... Вона пояснює на молекулярному рівні, як ці стимули перетворюються в нервові сигнали. Це важливе і глибоке відкриття. Ці гени впливають на безліч фізіологічних процесів. Ці знання використовуються для розробки методів лікування широкого спектру захворювань».

Девід Джуліус зазначив: «ми всі знаємо, що ліків і підходів до лікування хронічного болю дійсно не вистачає. Ці відкриття зможуть допомогти в цьому».