Идентифицирован липид, необходимый для зрения у плодовых мушек

Исследования зрения у Drosophila на протяжении десятилетий выявили множество компонентов, необходимых для передачи сигнала при световой стимуляции. Свет сначала активирует светочувствительный родопсин, а затем, через несколько промежуточных этапов, приводит к активации каналов Transient Receptor Potential (TRP). Считается, что липиды приводят к открытию TRP-каналов и стимуляции фоторецепторных клеток. Однако конкретные липидные молекулы, непосредственно активирующие TRP-каналы, были неизвестны. В этом исследовании учёные идентифицировали эндоканнабиноид, играющий важную роль в активации каналов в фоторецепторных клетках.

Зрительная трансдукция у Drosophila — классическая модель сигнальных каскадов, которые завершаются активацией катионных каналов TRP. У людей эти каналы выполняют множество функций, включая ощущение боли, вкуса и обнаружение света. У Drosophila свет стимулирует родопсин в фоторецепторных клетках, что способствует активации белка Gq. Затем Gq активирует фермент фосфолипазу C (PLC), который производит липид — диацилглицерин (DAG). Для работы TRP-каналов необходим DAG или липид, образующийся из него позже, хотя точная природа этого липида была неизвестна.

Такааки Сокэбэ из Национального института физиологических наук и Крейг Монтелл из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре обнаружили липид — эндоканнабиноид, — уровень которого повышался при световой стимуляции и который активировал каналы TRP и TRPL. Конкретный эндоканнабиноид, активирующий эти каналы, — 2-линолеоилглицерин (2-LG) — родственен активному ингредиенту марихуаны, тетрагидроканнабинолу (THC). Свои выводы они недавно опубликовали в Science Signaling.

«Мы ожидали, что сможем найти необходимые для активации TRP-каналов липиды, идентифицировав те, уровень которых повышается в голове мух при световой стимуляции, — говорит Сокэбэ. — Однако это оказалось не так просто. Сначала мы потратили пять лет только на то, чтобы создать условия для стабильного наблюдения за изменениями липидов, используя сотни мух в каждом образце».

Эти усилия привели к демонстрации того, что уровень 2-LG повышается при освещении. Это изменение зависело от PLC и другого фермента — DAG-липазы, которая, как сообщалось ранее, участвует в зрительной трансдукции. Более того, они показали, что 2-LG стимулирует TRP-каналы в изолированных фоторецепторных клетках.

«Идентификация эндоканнабиноида в этом каскаде хотя бы частично заполняет пробел между производством DAG и активацией TRP-каналов, — говорит Такааки Сокэбэ. — Тот же сигнальный каскад сохранён в одном из типов фоторецепторных клеток млекопитающих, и этот механизм может быть применим к другим TRP-канальным каскадам в различных типах клеток».

Эта работа может способствовать пониманию зрительных и других сенсорных систем.