Amikor megfullad a csípős cigarettafüsttől, úgy érzi, mintha felégne egy falat wasabi-csipkés sushitól, vagy sírna, miközben nyers hagymát és fokhagymát vág, válaszát egy eredeti kémiai érzékelő váltja ki mintegy 500 millió éves állatfejlődés – számoltak be a Brandeis Egyetem tudósai a Nature március 18-i tanulmányában.
A kémiai nocicepciót, a szövetkárosító csípős vegyi anyagok, például a wasabiban, a könnygázban és a cigarettafüstben található anyagok kimutatását a TRPA1 néven ismert fehérjereceptor váltja ki, amely az emberi testben az orrban és a szájban található., a bőr, a tüdő és a GI traktus. A Drosophila gyümölcslegyek kémiai érzékelőinek tanulmányozása során a tudósok felfedezték, hogy a legyek ugyanerre a célra használják az emberi TRPA1 érzékelő ortológját.
A viselkedés, a fiziológia és a filogenetika kombinációjával a tudósok felfedezték, hogy ez a védekező válasz a mérgező vegyületekre egy evolúciós szilárdság, amely hatalmas időskálán halad át, és összekapcsolja az embereket, rovarokat és sok más állatot több mint 500 éves közös ősével. millió évvel ezelőtt mondta Paul Garrity vezető szerző és biológus.
Az ilyen mérgező vegyületek, az úgynevezett reaktív elektrofilek kimutatásának képessége fontos az állatok túlélése szempontjából, és arra készteti őket, hogy kerüljék a potenciálisan mérgező élelmiszereket vagy a veszélyes helyzeteket. Ezek a receptorok úgymond biológiai figyelmeztető rendszerként működve elősegítik az állatok túlélését. Emberben a kémiai nocicepció fájdalmat és gyulladást okoz.
"A laboratóriumomban Kyeongjin Kang által vezetett tanulmány azt mutatja, hogy ez a kémiai érzék majdnem olyan ősi, mint a látás" - mondta Garrity."Míg más kémiai érzékek sok vonatkozását, például az ízt és a szaglást, egymástól függetlenül többször is feltalálták az állatok evolúciója során, a kémiai érzék, amely ezeket a reakcióképes vegyületeket észleli, más. Egy detektort használ, amelyet nagyrészt változatlan formában örököltünk egy szervezettől. amely félmilliárd évvel ezelőtt élt, egy szervezet, amely nemcsak az ősünk, hanem minden ma élő gerinces és gerinctelen őse."
Doug Theobald biokémikussal együttműködve a csapat különféle bioinformatikai módszerekkel rekonstruálta a TRPA1 családfáját mintegy 700 millió évvel ezelőtt. "Felfedeztük, hogy legalább 500 millió évvel ezelőtt egy új ág leszakadt a fáról, és ez az új ág, a TRPA1 ág már akkoriban is rendelkezett a kémiai érzékeléshez szükséges összes tulajdonsággal" - mondta Garrity. "Azóta úgy tűnik, hogy a legtöbb állat, beleértve az embereket is, ugyanazt az ősi rendszert tartja fenn a reaktív vegyszerek kimutatására."
És ebben rejlik a TRPA1 hasznosításának jövőbeli ígérete. Mivel a receptor olyan széles körben elterjedt az állatvilágban, terápiás célpontként és elrettentőként egyaránt ígéretes. A receptor működésének további megértése fontos alkalmazásokhoz vezethet az orvostudományban és az iparban.
"A TRPA1 tanulmányozásának egyik nagyszerű dolga, hogy az alapvető tudományos ismeretek, mint amilyeneket a gyümölcslegyekkel dolgozva szereznek, nagyon sokféle módon alkalmazhatók. Ha többet megtudnak a TRPA1 működéséről, a tudósok eljöhetnek új módszereket dolgoztak ki a receptor kikapcsolására az emberekben a fájdalom és a gyulladás kezelésére. És új módszereket is kitalálhatnak a receptor bekapcsolására olyan kártevőknél, mint a maláriát hordozó szúnyogok és levéltetvek, hogy elriassák őket a betegségek átvitelétől és a termés elpusztításától. " mondta Garrity.
A tanulmány további szerzői Kyeongjin Kang, Stefan R. Pulver, jelenleg a Cambridge-i Egyetemen, Vincent C. Panzano, Elaine C. Chang, Leslie C. Griffith és Douglas L. Theobald.
A tanulmányt az Országos Mentális Egészségügyi Intézet és az Országos Neurológiai Zavarok és Stroke Intézet finanszírozta.
