Восприятие температуры окружающей среды имеет решающее значение для развития и выживания животных. Насекомые, такие как плодовые мухи, обладают особенно тонкой термосенсорной системой, которая может различать изменения температуры с точностью до миллиградуса в секунду.
Точное термовосприятие зависит от точного поддержания функций тепловых рецепторов, однако их активация и регуляторные механизмы оставались неясными. В новом исследовании учёные выявили липидный фермент, который поддерживает уровень экспрессии тепловых рецепторов и модулирует ощущение прохлады и поведение избегания высоких температур.
Тепловые рецепторы
Тепловые рецепторы, называемые ионотропными рецепторами (IRs), в частности IR25a и IR21a, функционируют в нейронах, чувствительных к прохладе, в головках личинок, известных как дорсальные органные холодовые клетки (DOCCs), для обеспечения избегания низких температур. На это поведение влияют изменения экспрессии IR25a и IR21a, но лежащий в основе механизм был неизвестен.
Открытие фермента bishu-1
Такааки Сокабэ и его коллега Сянмэй Дэн из Исследовательского центра по изучению жизни и живых систем (ExCELLS) идентифицировали кодирующий ген моноацилглицерол ацилтрансферазы (MGAT) под названием bishu-1 как важный фактор для поддержания уровня транскрипции IR25a и IR21a и чувствительности DOCCs к охлаждению, что позволяет ощущать прохладу и избегать её. Они недавно опубликовали свои выводы в журнале Communications Biology.
Дэн говорит: «Обнаружение bishu-1 было случайным. MGATs хорошо известны своей ролью в процессах накопления энергии в печени или кишечнике, поэтому мы изначально не ожидали существенной роли кодирующего гена bishu-1 в термоощущении».
В отличие от других известных липидных ферментов, которые имеют более прямое взаимодействие с сенсорными рецепторами через связывание с их липидными метаболитами или распространение физико-химических свойств клеточных мембран, bishu-1 регулирует экспрессию генов рецепторов.
Действительно, для устранения дефектов в реакции на охлаждение у мутантов bishu-1 и поведения избегания низких температур у личинок было достаточно сверхэкспрессии broad.
Сокабэ говорит: «Регулирование уровней экспрессии генов представляет собой новую роль липидного метаболизма в нервной системе. Broad широко экспрессируется в нейронах, и многочисленные исследования сообщали о функции IR в восприятии химических веществ, температуры и влажности».
Дэн и его коллеги планируют изучить, как другие кодирующие MGAT гены, тандемно сгруппированные в геноме, влияют на сенсорные процессы.
Эта работа может способствовать открытию липид-опосредованного лечения для поддержания термоощущения и других сенсорных систем у людей.
Предоставлено Национальными институтами естественных наук.