И человек, и животные меняют собственное поведение в зависимости от жизненного опыта. Так, например, происходит с гастрономическими привычками: западного человека может буквально воротить от того, что едят на Востоке, однако он способен привыкнуть к новой пище, она ему может даже нравиться. Такой же феномен можно наблюдать у животных, и эта пищевая пластичность порой спасает жизнь, когда вдруг исчезает привычная еда.
Но какие физиологические, клеточные и биохимические механизмы стоят за этим, учёные долгое время не могли понять.
С этой загадкой разобрались (по крайней мере отчасти) исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Университета Джонса Хопкинса (оба — США). Крэйг Мантелл и его сотрудники экспериментировали с дрозофилами и камфорой. Мухи не любят камфору, хотя она не причиняет им никакого вреда (в отличие, например, от хинина, который для них токсичен). Но если дрозофилы долго сталкиваются с едой, содержащей камфорные добавки, они перестают чувствовать к ней отвращение.
Как пишут исследователи в Nature Neuroscience, в рецепторных вкусовых нейронах камфора стимулировала ионный TRP-подобный канал (Transient Receptor Potential-Like channel), который отвечает за отправку ионов (кальциевых, натриевых и магниевых) внутрь клетки. (Таких каналов много: некоторые из них отвечают на ментол, некоторые — на аллицин чеснока и т. д.; есть и такие, которые реагируют на камфору.) Однако со временем чувствительность этих каналов к камфоре падала.
Это было связано с разрушением белков, образующих ионные каналы, в чём участвовал фермент убиквитин-лигаза Е3 (Ube3a). Роль таких ферментов в том, чтобы пришивать к другим белкам убиквитин и тем самым направлять их на переваривание в протеасому. Итак, убиквитинилированные белки ионных каналов вкусовых рецепторов шли в утиль, и одновременно слабели синаптические связи между клетками, передающими «камфорный» сигнал.
Конечно, чувствительность к камфоре падала и из-за одной лишь деградации ионных каналов, однако только этого было недостаточно для того, чтобы мухи преодолели отвращение к камфоре. То есть было необходимо и ослабление синапсов. Но при этом, если в ген убиквитин-лигазы вносили мутацию, дрозофилы теряли вкусовую пластичность.
Авторы работы предполагают, что, когда камфора активирует поток кальция в клетку через TRPL-канал, это приводит к интернализации белкового комплекса, когда он вместе с фрагментом мембраны погружается внутрь клетки. А это, в свою очередь, запускает убиквитин-лигазу. Но пока что это лишь предположения, детали процесса предстоит ещё исследовать.
То есть, получается, длительное воздействие неприятного, непривычного вкуса приводит к тому, что соответствующие рецепторы просто разрушаются, и нейронные цепи, передающие «неприятный» сигнал, работают слабее. Действительно, раз уж всё равно приходится это есть, так не проще ли избавиться от мешающих сигналов? Следовательно, меняется и пищевое поведение.
TRP-каналы, похожие на TRPL-каналы насекомых (хотя если строго по названию, то это TRPL похожи на TRP), есть у рецепторных клеток многих животных, в том числе у млекопитающих и человека. Так что, возможно, этот молекулярный механизм развит не только у дрозофил, но и у нас с вами.
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
