Ученые выяснили, почему голые землекопы не чувствуют боли

Капские голые землекопы, грызуны, победившие смерть, почти не чувствуют боли по той причине, что их ген, отвечающий за "включение" болевых рецепторов, отличается по своей структуре всего на одну букву от аналогичных генов человека и других млекопитающих , говорится в статье, опубликованной в журнале Cell Reports.

"Эти животные живут в под землей в пустынях, и им приходится прикладывать массу усилий для того, чтобы добыть пищу. У них самая низкая скорость метаболизма среди всех млекопитающих. Можно сказать, что эволюция отключила в их организме все, что не является критически важным для выживания, в том числе и "лишние" рецепторы на нейронах", — заявил Гэри Льюин (Gari Lewin) из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка в Берлине (Германия).

Голый землекоп (Heterocephalus glaber) — уникальное млекопитающее, обладающее множеством удивительных свойств. Этот безволосый подземный грызун размером с мышь и весом 30-50 граммов обитает в восточной Африке. В 1970-е годы ученые обнаружили, что эти существа живут необычайно долго для своего размера и не подвержены раковым заболеваниям. Кроме того, землекопы практически не чувствуют боли и не реагируют на раздражение кожи кислотами.

Дельбрюк и его коллеги поняли, почему землекопы почти не ощущают боли, изучив структуру тех генов и связанных с ними белков, которые отвечают за распознавание раздражителей и передачу болевых сигналов.

Декан факультета биоинформатики и биоинженерии МГУ, директор Института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского, академик РАН Владимир Скулачев

Как рассказывают ученые, тело человека и других животных становится гиперчувствительным к прикосновениям, теплу и другим раздражителям в том случае, если какая-то его часть испытывает боль. Это связано с тем, что система "распознавания боли" в нашем организме состоит из двух компонентов – генов и белков TRPV1 и TrkA.

Первый ген непосредственно связан с распознаванием и передачей болевых ощущений в мозг, и он, как показали опыты научной команды Дельбрюка, в рамках которых ученые пересадили "землекопскую" версию TRPV1 в клетки мыши, не отличается от того, как выглядит и как он устроен от аналогичной части ДНК других грызунов.

В свою очередь, ген TrkA является своеобразным ограничителем работы TRPV1. Он следит за наличием в окрестностях клетки молекул гормона NGF, свидетельствующего о начале воспаления и повреждении ткани. При появлении большого числа молекул NGF данный белок заставляет TRPV1 вести себя активнее, что усиливает болевые сигналы, которые нейроны с этими рецепторами посылают в мозг животного.

Как оказалось, структура данного гена и белка у голых землекопов ненамного, но отличается от того, как он устроен у мышей и 26 других видов млекопитающих. Замена всего одной аминокислоты привела к тому, что TrkA крайне слабо усиливает активность TRPV1 при появлении признаков боли, так как для его включения требуется в 10 раз больше молекул гормона, чем для "нормальной" версии этого белка. Это, как считают авторы статьи, и является секретом того, почему землекопы не чувствуют ожогов и слабо ощущают боль в целом.

Подобное предположение нашло подтверждение в экспериментах – когда Дельбрюк и его коллеги "пересадили" в клетки мышей ту версию гена TrkA, которой обладают землекопы, они тоже стали нечувствительными к боли. Схожие опыты по пересадке TrkA и других генов в организм живых мышей, как надеются авторы статьи, помогут нам раскрыть и другие секреты землекопов, в том числе и их долголетие.