Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Categories:

Чем почувствовать электрическое поле

У скатов и акул есть способность улавливать разницу, даже очень небольшую, в электрических полях. Это умение обеспечивает специальный орган чувств – ампулы Лоренцини, которые находятся на голове рыб.

Чем почувствовать электрическое поле

Хотя анатомически эти органы хорошо описаны, как они работают на молекулярном уровне оставалось неизвестным. В одном из номеров Nature рассказывается о ключевых каналах, которые обеспечивают биофизические свойства ампул Лоренцини.



Контекст


С середины 1970-х годов было известно, что для восприятия электрического поля скатам нужны два направленных потока ионов через мембрану, кальция и калия. Эти потоки связаны друг с другом: поток ионов кальция активирует поток ионов калия; за счет этой цепи слабые электрические сигналы из среды многократно увеличиваются. Но как совместить данные электрофизиологии с молекулярной биологией – что за каналы-молекулы пропускают эти ионы? Или, если перефразировать совсем конкретно, почему скаты могут детектировать изменения в напряжении электрического поля, а мы – нет?

Чем почувствовать электрическое поле
Схема расположения ампул Лоренцини на голове акулы

Исследователи из университета Калифорнии Сан-Франциско выделили ампулы Лоренцини, и, выяснив, какие гены в них экспрессируются больше всего, нашли эти два канала, пропускающие кальций и калий. Достаточно очень небольшого изменения напряжения, чтобы кальциевый канал CaV1.3 у скатов открылся и начал пропускать ионы кальция внутрь клетки. Самое интересное, что и у мышей, и у человека есть ген этого кальциевого канала CaV1.3. Только чтобы заставить открыться этот кальциевый канал у мыши надо гораздо более высокое напряжение. Ученые показали, что причина в таких больших отличиях в физиологии – небольшие отличия в строении белка, всего несколько аминокислот.

На уровне генов и эволюции существует несколько способов приобретения нового свойства (в данном случае способность улавливать электрические поля). Самый энергоемкий из них – это не изобретать новый ген, а адаптировать уже имеющийся к определенной функции (зачем изобретать что-то принципиально новое, когда можно использовать старые разработки?). Адаптация кальциевого рецептора для электрорецепции у скатов – прекрасный пример такого эволюционного хода.

Текст: Дарья Овсянникова





Ссылка на источник

Tags: анатомия, восприятие, нейроновости, нейрофизиология
Subscribe

Posts from This Journal “нейрофизиология” Tag

promo alev_biz 21:09, wednesday 1
Buy for 10 tokens
Фёдор Мысский из Сморгони имеет сложный диагноз – ДЦП. В марте Феде исполнилось 18 лет, а с наступлением совершеннолетия парень уже считается взрослым инвалидом 1 группы. Состояние Феди – тяжелое. Он не может самостоятельно сидеть, ходить, у него нет навыков самообслуживания,…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment