Шестое чувство: как мы ощущаем электрические поля?

Многие животные способны ощущать и реагировать на электрические поля, а живые человеческие клетки могут двигаться вдоль такого поля, например, при заживлении ран. Команда под руководством Миня Чжао из Института регенеративных методов лечения Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружила первый фактический «сенсорный механизм», позволяющий живой клетке обнаруживать электрическое поле. Работа опубликована 9 октября в журнале Nature Communications.

«Мы считаем, что существует несколько типов сенсорных механизмов, и ни один из них не известен. Теперь мы предоставляем экспериментальные доказательства в пользу одного из них, который даже не предполагался ранее — механизма с двумя молекулами», — сказал Чжао.

Чжао и коллеги изучали эти «электрические чувства» в клетках как более крупных животных (клетки кожи рыб, линии человеческих клеток), так и в почвенной амёбе Dictyostelium. Ранее, «выключая» некоторые гены у Dictyostelium, они идентифицировали гены и белки, которые позволяют амёбе двигаться в определённом направлении при воздействии электрического поля.

В новой работе, проведённой на линии человеческих клеток, они обнаружили, что для передачи сигнала необходимы два элемента: белок Kir4.2 (продукт гена KCNJ15) и молекулы внутри клетки, называемые полиаминами. Kir4.2 является калиевым каналом — он образует пору в клеточной мембране, позволяя ионам калия проникать в клетку. Такие ионные каналы часто участвуют в передаче сигналов в клетки. Полиамины — это молекулы внутри клетки, несущие положительный заряд.

Чжао и коллеги обнаружили, что когда клетки находятся в электрическом поле, положительно заряженные полиамины имеют тенденцию накапливаться на стороне клетки, близкой к отрицательному электроду. Полиамины связываются с калиевым каналом Kir4.2 и регулируют его активность.

Он отметил, что у них пока нет окончательных доказательств того, как «переключение» калиевого канала полиаминами преобразуется в направленное движение клетки.