Німецькі науковці відкрили важливу роль білка ушерину в забезпеченні тактильної чутливості подушечками пальців. Раніше цю речовину виявляли в нейронах, відповідальних за зір та слух, що вказує на тісний молекулярний зв’язок між чуттями. Дослідження описане в журналі Nature Neuroscience.
Поперечний розріз шкіри з тільцями Мейснера. Lewin Lab / MDC
Як відчуваємо дотик?
Подушечки пальців є одними з найчутливіших ділянок людського тіла. Ними ми легко можемо відрізнити гладку поверхню від слизької та шершавої. Це відбувається через те, що проводячи по шкірі, приміром, тканиною, створюються невеликі вібрації, які вловлюються нервовими клітинами. Такі нейрони попередні дослідження пов’язували з чутливими структурами в нашій шкірі — тільцями Мейснера. Це мікроскопічні овальні структури в шкірі, що оточують нервові закінчення. Вчені з Центру молекулярної медицини Макса Дельбрюка вирішили детальніше дослідити дотикову чутливість людей та звернули увагу на білок ушерин.
Чому цей білок?
На те, що ушерин відіграє важливу роль у дотиковій чутливості, натякали результати попередніх досліджень. Мутація гену, що кодує цей білок, призводить до спадкової хвороби, названої синдромом Ушера. Захворюванню властиві поступова втрата зору, слуху та тактильної чутливості.
Щоб детальніше дослідити роль ушерину у відчутті дотику, вчені провели дослідження за участі 13 пацієнтів з синдромом Ушера. Під час дослідів науковці прагнули перевірити, яку найменшу вібрацію, що імітує рух пальців по шершавій поверхні, здатні відчувати учасники своїми мізинцями, яка їхня реакція на різну температуру та незначні уколи голкою. Такі ж досліди, для порівняння, провели зі здоровими людьми.
Які результати отримали вчені?
Температуру та легкий біль обидві групи учасників відчували однаково. Але якщо здорова людина може на дотик відрізнити шовк різної товщини, то хворі на синдром Ушера цього не можуть, показали досліди. Для сприймання вібрацій подразник має бути вчетверо сильнішим за такий, що сприймається здоровими людьми. Для пояснення спостереження вчені провели подальші досліди на мишах, частина з яких була позбавлена гену USH2A. Як і у випадку з людьми, хворі тварини могли вловлювати зміни температури та біль, але значно гірше за здорових реагували на вібрації.
Подальше вивчення показало, що джерелом ушерину є клітини тілець Мейснера. До цього часу білок знаходили лише в нейронах вуха та очей, які забезпечують слух та зір. USH2A є відносно великою трансмембранною молекулою, значна частина якої знаходиться над поверхнею клітин. Таким чином вона дія як фізичний конектор, що передає вібрації від дотиків зовні кінчиків пальців до нервових закінчень всередині тілець.
Інша група науковців нещодавно описала механізм, завдяки якому відбитки пальців забезпечують оптимальне зчеплення з гладкими об'єктами.