В EPFL смоделировали «формулу счастья» | La «formule du bonheur» a été modelée à l’EPFL

(© EPFL)

Серотонин, который в нашем представлении прочно ассоциируется с хорошим настроением и счастьем, в научной среде называют основным нейромедиатором (посредником, служащим для передачи электрического импульса от нервной клетки через синаптическое пространство между нейронами или от нейронов к мышечной ткани), отвечающим за настроение, аппетит, сон, память, обучаемость и другие функции. Таким образом, «сфера ответственности» серотонина выходит далеко за пределы общепринятого определения счастья, хотя все перечисленные факторы, безусловно, важны для того, чтобы человек испытывал удовлетворение собственной жизнью. А счастливые люди, как известно, дольше живут, меньше болеют и чаще добиваются успеха.

Серотониновые рецепторы (или 5-HT-рецепторы) привлекают живой интерес исследователей на протяжении нескольких десятков лет. Однако до сих пор ученым не удавалось в деталях проникнуть в тайны их структуры и функций. Теперь же, благодаря группе под руководством профессора EPFL Хорста Фогеля, работавшей в тесном сотрудничестве с Университетом Варшавы, один из них – 5-HT3-рецептор – стал немного менее загадочным с точки зрения науки. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Structure.

Швейцарские ученые первыми в мире создали компьютерную симуляцию рецептора, вовлеченного в процесс переноса сигналов в нейронах и играющего центральную роль в таких нарушениях, как шизофрения, тошнота, связанная с химиотерапией, синдром раздраженного кишечника, беспокойство и конвульсии. Каким же путем «гормон счастья» переносит свои сигналы по организму?

Трехмерная структура серотонинового рецептора (© EPFL)


Третий член семейства серотониновых рецепторов состоит из пяти протеинов, формирующих канал, который проходит через клеточную мембрану, объясняют ученые. Когда серотонин связывается с рецептором, открывается заслонка, позволяющая положительно заряженным ионам натрия, калия и кальция попасть в канал. В результате меняется электрический баланс внутри и снаружи нейрона, и через клеточную мембрану передается электрический сигнал.

В центральной и периферической нервной системе такие рецепторы «с заслонкой для нейромедиаторов» с ионными каналами играют важную роль в обмене сигналами между нейронами. Однако изучить их с помощью стандартного набора инструментов, использующегося в структурной биологии, оказалось весьма непросто.


Первый шаг был сделан еще в 2014 году, когда команда Фогеля опубликовала в журнале Nature первую полную трехмерную структуру 5-HT3-рецептора высокого разрешения. Теперь компьютерная симуляция позволяет проследить движение каждого атома с точностью до микросекунды. Так называемая «молекулярная динамическая симуляция» использует структуру серотонинового рецептора, обнаруженную в 2014 году, для точного описания структурных изменений, которые происходят внутри клеточной мембраны после того, как серотонин активирует ионный канал.


«Наша публикация 2014 года обеспечила архитектуру 5-HT3-рецептора в атомном масштабе, – говорит Хорст Фогель. – Но тогда речь шла о статичной структуре, которая не объясняла, каким образом функционирует рецептор в качестве ионного трансмембранного канала с заслонкой для передачи электрических сигналов». Главный вопрос, стоявший перед командой Фогеля, заключался в следующем: каким образом серотонину, связывающемуся с 5-HT3-рецептором снаружи клетки, удается открыть заслонку ионного канала, утопленную внутри клеточной мембраны на глубине шести нанометров – серьезное расстояние в молекулярном мире!


Способны ли новые открытия, которые будут сделаны благодаря этой компьютерной симуляции, сделать нас более счастливыми? Ответ на этот вопрос не так прост. Прогноз ученых звучит так: «Это может иметь огромный потенциал для последующей разработки лекарств и лечения расстройств, связанных с этими рецепторами, - шизофрении, беспокойств, тошноты и других».

КУРСЫ ВАЛЮТ
CHF-USD 1.25
CHF-EUR 1.07
CHF-RUB 99.57
Афиша

Ассоциация

Association

Популярное за неделю
Роуз Уайли: рисуя впечатления

Центр Пауля Клее в Берне представляет большую ретроспективу самобытной британской художницы Роуз Уайли. Рассказываем, что скрывается за кажущейся простотой и легкостью ее работ.

Всего просмотров: 2834
С головы до ног

В Швейцарском национальном музее в Цюрихе открылась новая выставка, посвященная истории аксессуаров с XVII века до наших дней.

Всего просмотров: 2726
Сейчас читают
Добровольное фискальное изгнание

Сообщение о том, что бывший старший партнер банка Pictet и действующий член совета Швейцарского национального банка переезжает в Италию по налоговым соображениям, взбаламутило финансовый центр Женевы. И повлекло за собой информацию, которая может заинтересовать некоторых наших читателей.

Всего просмотров: 989
Квадратура швейцарского флага

В преддверии Национального дня Швейцарии, отмечаемого 1 августа, мы решили рассказать вам о трех особенностях нашей маленькой страны, лежащих, казалось бы, на поверхности, но если копнуть… Начнем с самого заметного – с флага, который у Швейцарии всегда правильной ориентации.

Всего просмотров: 357