 |
Автор статті зазначає: «Без п’яти хвилин нобелівські лауреати Девід Джуліус й Ардем Патапутян присвятили себе дослідженню іонних каналів. Це білкові молекули, які пронизують наскрізь мембрану клітини та здатні робити дуже просту річ — відчиняти пору, яка пов’язує між собою цитоплазму клітини та позаклітинний простір. Оці два простори сильно відрізняються між собою за хімічним складом та електричним зарядом. (...) Оцю електричну й хімічну несхожість вмісту цитоплазми та міжклітинної рідини — яку дослідники називають електрохімічний градієнт — і використовує клітина, коли треба швидко передати потужний сигнал. Відчинення пори іонного каналу відбувається завдяки спеціальним білковим “воротам”, які зачиняють канал у період спокою. Але як уже відчинилися, то сила електрохімічного градієнту жене іони крізь канальні “дірки” без жодних додаткових зусиль, що викликає струм через мембрану. Швидкості на квантових розмірах такі, що не вкладаються у наші макроскопічні уявлення: у середньому за секунду через калієвий канал проходять 10 мільйонів іонів калію! У порі каналу розташовані структури, що дозволяють пройти тільки певним іонам: або з позитивним, чи з негативним зарядом. Деякі канали настільки перебірливі, що пропускають тільки один тип іонів. Відповідно, існують натрієві, калієві, кальцієві, хлорні канали. Ми писали вже про калієві канали в астроцитах, які допомагають нейронам позбавитися зайвого калію у міжклітинній рідині. Але найважливішою з точки зору функції клітин та організму є саме воротний механізм каналу, тобто частина білка, яка сприймає зовнішній сигнал. Найбільш відомі канали, залучені в передачі електричного сигналу — потенціалу дії, — в нервовій системі. Одні з них мають ворота, керовані потенціалом. Увійшло в клітину трохи позитивних зарядів з іонами натрію чи кальцію — аж ось вони відчинилися. Увійшло дуже багато — і вони зачинилися. Коли хвиля електричного збудження (тобто почергового відчинення багатьох іонних каналів) докотилася до кінця аксона нервової клітини, у щілину між цим та наступним нейроном виділяються маленькі молекули — нейромедіатори. Ацетилхолін, норадреналін, глутамінова кислота, серотонін тощо. Ці молекули подіяли на іншу групу іонних каналів, лігандкерованих, тих, чиї ворота відчиняються при зв’язуванні з малими молекулами, лігандами».
Учений розповів про те, як було віднайдено «ген транзієнтного рецепторного потенціалу», або ТРП (TRP англійською) та на що це вплинуло: «Виявлення температурної чутливості воріт іонних каналів родини ТРП дозволило вирішити чимало біологічних загадок, які мучили зоологів десятиліттями. Так група Джуліуса дослідила механізм інфрачервоного бачення так званих ямкоголових змій, здатних відчути присутність теплокровної миші навіть у повній темряві. Було відомо, що чутливий орган розташований у спеціальній ямці поблизу ніздрів змії, але там знайшли лише нервові закінчення. Молекулярний аналіз показав, що інфрачервоне випромінення вловлює ще один споріднений канал — TRPA. А ось у кровосисних кажанів з Південної Америки подібну функцію виконує той самий TRPV, лише з укороченою частиною білка».
Нейрофізіолог розповів і про механічні відчуття, дослідження групи Ардема Патапутяна та те, як над одним нобелівським відкриттям працюють цілі команди науковців. Наостанок вчений зауважив: «Над кожною науковою проблемою працюють сотні науковців, об’єднані в групи по кількадесят, які спираються на досвід тих, хто маленькими кроками просував наше розуміння цієї проблеми десять, двадцять чи тридцять років тому. Сер Айзек Нютон скромничав, коли казав, що “бачив далі за інших тому, що стояв на плечах гігантів”, але в наш час науковий процес відбувається саме так. Тому за іменами Девіда Джуліуса та Ардема Патапутяна, безумовно видатних дослідників, стоять як ті їхні співробітники, що робили тисячі експериментів, вдалих і не вдалих, так і сотні інших вчених, які створили підґрунтя для їхніх проривів. Це і анатоми та морфологи, які описували структури рецепторів та шляхів передачі сигналу до мозку; і біофізики, які розробили методи вимірювання струмів, зокрема петч-клемп; і зоологи, які вивчали поведінку змій і кажанів; і молекулярні біологи, які створили методи збирання генетичних бібліотек — і багато-багато інших. Тому хочеться, щоб наукова праця отримувала визнання на всіх рівнях, а образ “одинака-генія, який сам-один зібрав установку в гаражі” залишився лише в історії. Вітаючи Нобелівських лауреатів, розуміймо й пам’ятаймо саму сутність наукового методу та наукового дослідження. Щоб дійсно кожен і кожна могли сказати — це моя наука».
Ознайомитися з текстом статті За інформацією освітнього порталу «Моя наука»