Хотя их точная функция в других областях, кроме рта, полностью не известна, считается, что эти сенсорные клетки играют важную роль «привратников», защищая организм от бактерий и потенциально вредных веществ.
Теперь исследователи обнаружили, что белок под названием Skn-1a [2] ведет себя как главный регулятор [3] для генерации этих клеток во многих тканях и органах.
«Основываясь на наших предыдущих исследованиях, мы знали, что Skn-1a играет важную роль в генерации этих клеток, например, в носу», – говорит Джунджи Хирота, доцент Центра биологических ресурсов и информатики Токийского технологического института ( Токийский Технологический институт).
В новом исследовании, опубликованном в PLOS ONE, исследователи всесторонне проанализировали несколько тканей с использованием нокаут-мышей [4] и методов биовизуализации. «Один за другим мы обнаружили, что без Skn-1a сенсорные клетки не генерировались», – говорит Хирота. «Все наши результаты показали, что Skn-1a является главным регулятором для генерации этих клеток по всему телу."
Исследование возникло в результате сотрудничества двух команд – одной под руководством Хироты, специалиста по обонятельным системам, а другой – Ичиро Мацумото, эксперта по вкусовым рецепторам в Центре химических чувств Monell в Филадельфии.
Хирота говорит: «Наше сотрудничество очень плодотворно – работая вместе, мы можем распространить наши знания за пределы носа и языка на все тело.«После первоначального открытия Мацумото Skn-1a, опубликованного в Nature Neuroscience в 2011 году, две команды обнаружили, что Skn-1a жизненно важен для образования хемосенсорных клеток в носовом респираторном эпителии (в 2013 году) и основном обонятельном эпителии (в 2014 году).
Последнее исследование идет дальше, показывая, что Skn-1a контролирует образование хемосенсорных клеток в трахее, слуховой трубе, уретре, тимусе, протоке поджелудочной железы, желудке и толстой кишке.
Остается много вопросов о том, почему эти клетки обнаруживаются в таком широком диапазоне органов.
«Например, мы думаем, что в трахее может быть по крайней мере два или три типа хемосенсорных клеток», – говорит Хирота. "Мы заинтересованы в их характеристиках – это будет способствовать фундаментальному знанию биологических систем."
По словам Хироты, вилочковая железа особенно интересна, поскольку она отличается от дыхательной и пищеварительной систем и может привести к новым направлениям исследований в иммунологии.
В уретре хемосенсорные клетки могут помочь защитить организм от инфекций, например, посылая сигналы о выделении большего количества мочи, тем самым избавляя организм от потенциально опасных бактерий или токсинов.
«Если мы сможем идентифицировать типы рецепторов, экспрессируемые этими хемосенсорными клетками, мы сможем лучше понять, как они обнаруживают опасные соединения», – говорит Хирота. "Затем, изучая, какие лиганды [5] или субстраты связываются с этими рецепторами, можно будет определить новые лекарственные препараты-кандидаты в будущем."
Технические понятия
[1] Хемосенсорные клетки, экспрессирующие Trpm5: клетки, которые экспрессируют временный канал M5 рецепторного потенциала, ионный канал, который является ключевой молекулой для передачи сигнала.
[2] Skn-1a: белок – или, более конкретно, фактор транскрипции – теперь известно, что он необходим для генерации хемосенсорных клеток, экспрессирующих Trpm5.
[3] Главный регулятор: ген или белок, контролирующий определенный биологический путь.
[4] Нокаут-мыши: экспериментальные мыши с целенаправленной делецией белка или гена, приготовленные с целью понимания роли удаленного компонента. В этом исследовании мыши с нокаутом относятся к мышам с дефицитом Skn-1a.
[5] Лиганд: молекула, которая связывается с целевым белком, изменяя его конформацию и тем самым генерируя сигнал.