Ученые раскрыли тайну реакции организма на жару

Биологи из России выяснили, как наш организм реагирует на жару и тепло, изучив при помощи компьютеров структуру и механизмы "включения" белка TRPV1 в нервных клетках, главного "термометра" организма.

"Это исследование началось в тот момент, когда наши коллеги попросили изучить свойства TRPV1 для создания новых анальгетиков и противовоспалительных. Мы довольно быстро нашли нужную информацию, и при этом обнаружили, что при расчетах мы можем наблюдать нечто большее. Это настолько тонкий процесс, что мы были поражены открывшимся возможностям", — поясняет Антон Чугунов из Института биохимии РАН в Москве.

Как рассказывает Чугунов, его научной команде впервые удалось увидеть в компьютерной симуляции то, как белок реагирует на изменения температуры и как эти изменения влияют на особенности его работы, что позволило биологам прикоснуться к тайне того, как наше тело ощущает тепло.

Белок TRPV1 входит в семейство так называемых TRP-рецепторов, и является одним из главных "термометров" тела. У него есть и ряд других, неочевидных функций – к примеру, пять лет назад Елена Грачева из университета Калифорнии выяснила, что данный белок летучие мыши-вампиры используют в качестве "тепловизора" для поиска артерий жертвы.

Структура этого белка, по словам Чугунова, хорошо известна ученым, однако биологи почти ничего не знают о том, как он работает и меняется под воздействием температур. По этой причине раскрытие других ролей TRPV1 и того, как можно манипулировать работой этого белка для того, чтобы, к примеру, подавлять боль при ожогах и воспалениях, пока затруднено.

Российские ученые сделали большой шаг к разрешению этой проблемы, неожиданно для себя раскрыв то, как структура TRPV1 меняется при росте или падении температур.

"Чтобы увидеть его работу, мы провели расчеты, которые длились целый год. Мы знали, что рецептор активируется при температуре выше 43 градусов Цельсия, причём каждый может ощутить это, опустив руку в горячую воду. Поэтому мы посчитали молекулярную динамику для каждого состояния при четырех температурах: две были выше и две ниже 43 градусов Цельсия. Результаты оказались неожиданными", — продолжает биофизик.

По словам Чугунова, выяснилось, что понижение температуры не приводило к мгновенному "отключению" белка – канал в нем оставался открытым на протяжении микросекунды, вечности по клеточным меркам. Эти данные, как надеются ученые из ИБХ РАН, помогут создать более эффективные анальгетики, лишенные побочных эффектов применяемых сегодня препаратов.