Направи дарение на училище!

Когато човек поеме дима на цигарата, никотинът навлиза в мозъка му, прикрепва се към рецептори по повърхността на невроните и предизвиква приятно чувство. Но той не остава само на повърхността на клетките. Никотинът навлиза в невроните и ги изменя отвътре. Сега екип учени е разработил белтъчен сензор, който свети в присъствието на никотин, което позволява движението на никотина в клетките да бъдe проследено, а природата на никотиновото пристрастяване – разкрита.

Проучването е ръководено от професора по биология от Калифорнийския технологичен институт (Калтек) Хенри Лестър. Статията беше публикувана на 4 февруари в сп. Journal of General Physiology.

Ендоплазматичният ретикулум е нещо като фабрика в клетката – там се синтезират и опаковат белтъците, за да бъдат пренесени след това до различни места във и извън клетката. Никотиновите рецептори (nAChRs) са сред тях. След като бъдат произведени е ретикулума, те се отправят към повърхността на клетката. Когато молекулите на никотина навлязат в тялото, те се пренасят по кръвен път до клетките на мозъка, където срещат рецепторите по повърхността на тези клетки. Това предизвиква клетъчните процеси за освободжаване на вещества, свързани с чувството за възнаграждение и щастие.

Но досега не се знаеше много за това какво става, щом никотинът се окаже вътре в клетките. Лестър и колеги са установявали, че част от рецепторите за никотина остават в ендоплазмения ретикулум, където са способни да се свържат с никотина. Лестър и екипът му създали специален биосензор, за да видят нагледно къде в клетките се натрупва никотинът, с надеждата, че ще успеят да разберат нещо повече за ефектите на веществото вътре в клетката. Биосензорът е съставен от специален белтък, който може да се отваря и затваря като капан, и деактивиран флуоресцентен белтък. Сензорът е направен така, че да затваря в себе си никотиновите молекули, след което флуоресцентният белтък да се активира, т.е. да свети ярко в зелено. Това показва къде се намират никотиновите молекули и колко са те.

Учените могат да поставят биосензорите в конкретни области от клетката – в този случай те ги разположили в ендоплазматичния ретикулум и по повърхността на клетките, и наблюдавали светенето им в присъствието на никотина.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Екипът снимал видео клипове на клетките с биосензори, отглеждани в лабораторни съдове, и открил, че никотинът навлиза в ендоплазматичния ретикулум в рамките на секунди, след като се е появил около клетката. Освен това, нивата на никотина били достатъчни, за да предизвикат изпращането на още рецептори за никотин на повърхността на клетките. В резултат от това, невроните стават по-чувствителни към никотина, което повишава усещането за възнаграждение по време на пушене. С други думи, колкото повече пуши човек, толкова по-бързо и лесно се пристрастява.

Учените искат да определят дали същото нещо се случва при мишки, а не само в клетъчните култури в лабораторията. В допълнение към това, екипът разработва биосензори и за други вещества, като опиоиди и антидепресанти, за да види как те се държат във и извън клетката.

Превод: Росица Ташкова

Източник: Amol V. Shivange, Philip M. Borden, Anand K. Muthusamy, Aaron L. Nichols, Kallol Bera, Huan Bao, Ishak Bishara, Janice Jeon, Matthew J. Mulcahy, Bruce Cohen, Saidhbhe L. O’Riordan, Charlene Kim, Dennis A. Dougherty, Edwin R. Chapman, Jonathan Marvin, Loren Looger, Henry A. Lester. Determining the pharmacokinetics of nicotinic drugs in the endoplasmic reticulum using biosensors. The Journal of General Physiology, 2019; jgp.201812201 DOI: 10.1085/jgp.201812201

Статия от сп. „Българска наука и медицина“, бр. 11. Открийте всички статии от броя тук.

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!