В новом исследовании, опубликованном в журнале Nucleic Acids Research, ученые из Южного методистского университета (Southern Methodist University) обнаружили, что ген, связанный с ощущением прикосновения, может играть роль в обонянии.
Новизна исследования
Этот ген ранее был идентифицирован как потенциальная терапевтическая мишень для лечения хронической боли. Согласно исследованию, этот ген может предоставить возможность для лечения или понимания обонятельных расстройств, таких как потеря обоняния, которая наблюдается у многих пациентов с COVID-19.
Актуальность исследования
Ученым известно, что когда мы прикасаемся к чему-либо, наша нервная система получает механический сигнал, поступающий от сенсорных рецепторов на коже, и преобразует его в электрические сигналы, поступающие в мозг. Этот сигнал, известный как механоощущение, позволяет мозгу сообщать о прикосновении.
Материалы и методы исследования
Исследователи зачастую изучают нервную систему червя Caenorhabditis elegans. У этого червя 302 нервные клетки в нервной системе по сравнению с миллиардами нервных клеток в человеческом мозгу, однако многие гены, создающие эти нейроны у C. elegans, имеют функциональные аналоги у людей.
Ген под названием mec-2 имеет решающее значение для активации сенсорных нейронов у C. elegans. Однако исследователи обнаружили, что активация прикосновения — не единственная его роль. Помимо включения и выключения генов, еще одним способом управления функцией нейрона является создание разных (но функционально схожих) версий одного гена, называемых изоформами. Ученые искали разные нейроны, которые содержат разные изоформы важных генов. Различные изоформы одного гена (mec-2) обеспечивают как механоощущение, так и обоняние.
Обнаруженный ген поможет в лечении потери обоняния
Ученые обнаружили, что изоформа mec-2, ответственная за механоощущение, требует включения активности гена mec-8. Нейроны обладают способностью экспрессировать внутри себя несколько генов. Те, которые экспрессируют ген mec-8, вместо этого производят обонятельную изоформу mec-2. Mec-8 следит за тем, чтобы mec-2 производился в механосенсорной изоформе. Без него гены mec-2 вместо этого производят изоформы, которые необходимы для запаха у C. elegans.
Секвенирование отдельных клеток позволяет исследователям просматривать все гены, включенные в одной клетке. Глубокое секвенирование отдельных клеток позволяет им видеть весь ген целиком, а не только небольшой фрагмент с конца гена.
Ген mec-2 обнаружен у червей, а не у людей. Но стоматин — это ген, вырабатываемый людьми, и было доказано, что он очень похож на mec-2 в отношении тактильных ощущений у людей. Аналогичные методы, которые в настоящее время изучаются для лечения хронической боли, также могут быть использованы для решения проблемы потери обоняния у людей, перенесших COVID-19. Терапевтические препараты работают, идентифицируя молекулярную мишень, которая играет роль в негативном биологическом эффекте. Как только эта цель идентифицирована, следующим шагом будет поиск химического ключа, который может связываться с целью и изменять ее поведение, чтобы он не создавал своего обычного негативного эффекта. Затем с помощью этого химического ключа можно создать терапевтическое лекарственное средство.
Авторы другого исследования утверждают, что депрессия и болезнь Альцгеймера имеют общие генетические корни.
