Белки теплового шока, собранные в различные комбинации, способны различать температуры, начиная от тёплого рукопожатия и заканчивая острой пищей. Исследования, кропотливо ведущиеся последние двадцать лет, показали, что протеины на поверхности нервных клеток позволяют телу ощущать несколько температур. Теперь учёные узнали, как эти считанные протеины, управляющие ионными каналами, различают широкое температурное поле, начинающееся с показателя «среднетёплый» и заканчивающееся «очень горячим».

Учёные из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) показали, что отдельные белки теплового стресса могут собираться в объёмные комбинации, что приводит к формированию каналов различной ширины раскрытия и функциональности, а это сказывается на способности сенсорного нейрона определять различные температуры.

Впервые за всё время исследований в этой области в in vitro-экспериментах было показано, что только четыре гена, каждый из которых кодирует лишь один белок теплового стресса, могут генерировать десятки различных по своим характеристикам каналов. Это важный момент, ибо прежде считалось, что раз есть только четыре гена, кодирующих четыре белка стресса, то и различных тепловых каналов может быть не более четырёх.

Рис. 1. Схема работы TRPV-канала: под действием стресса канал открывается (слева внизу), пропуская ионы. В случае долгого стресса он становится шире (справа внизу), запуская ионы большего размера, вплоть до наночастиц. (Илл. D.Julius / UC Davis).

Ионные каналы — это своего рода поры в клеточной мембране. Их способность открываться и закрываться контролирует поток заряженных ионов, которые, проникая сквозь мембрану, изменяют внутриклеточный потенциал, заставляя нейроны информировать тело об ощущаемой им температуре.

Исследователи также обнаружили, что,

когда комбинацию составляют два разных протеина, результирующий гибридный — гетеромерный — канал способен определять температуры как раз между теми каналами, на которые настроены родительские белки.

TRPV1 — один из каналов, рассмотренных в этой работе — реагирует на температуры около 37–38 ˚C. Он же отвечает за нашу способность ощущать острую еду, такую как перец чили. Другой канал, TRPV3, откликается на температуры около 29–30 ˚C, а также даёт нам возможность ощущать розмарин, ваниль, корицу, кои ассоциируются в человеческом восприятии с чем-то тёплым, домашним.

Когда белки TRPV1 и TRPV3 рекомбинируют, получающийся гибридный канал реагирует на температуры около 33 ˚C, причём, что поразительно, «гибрид» обладает даже более высокой химической чувствительностью, чем составляющие его блоки-протеины.

Если кому-то подобные исследования покажутся пустой забавой, то следует, наверное, напомнить о таких неприятных расстройствах, как синдром Рейно, чреватый потерей конечностей. Зная, как именно функционируют тепловые каналы в сигнальных нейронах кожи, можно пролить хоть какой-то свет на причины возникновения синдрома Рейно и, возможно, со временем предложить действительно работающие лекарственные препараты.