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 1.27
CHF-EUR 1.08
CHF-RUB 102.59
Афиша

Ассоциация

Association

Популярное за неделю

Demain, au Musée international de la Réforme de Genève, en marge de l'exposition « Apocalypses » qui s'y déroule, aura lieu une lecture publique du récit de Vassili Grossman intitulé Abel, le six août. Une prestation due à l'acteur Philippe Lüscher.

Всего просмотров: 9134
Яёи Кусама. Наивно. Супер

Этой осенью в Швейцарии проходит первая ретроспектива самой известной в мире японской художницы – Яёи Кусамы. Рассказываем, как устроена эта эпохальная выставка Фонда Бейлера, которая еще до открытия вызвала настоящий ажиотаж среди швейцарских (и не только) ценителей современного искусства. 

Всего просмотров: 1099
«В поисках Лисицкого»

Выставкой в Беллинцоне продолжается юбилейный год в Швейцарии Эля Лисицкого (1890–1941), знаковой фигуры авангарда начала XX века.

Всего просмотров: 733

Самое читаемое

Пора сбрасывать маски

«Чисто» пропалестинские демонстрации и прочие манифестации, неожиданно приобретающие такую окраску, стали в последние два года делом в Швейцарии столь обыденным, что бессмысленно рассказывать о каждой из них. Однако есть исключения, заслуживающие внимания.

Всего просмотров: 280
Яёи Кусама. Наивно. Супер

Этой осенью в Швейцарии проходит первая ретроспектива самой известной в мире японской художницы – Яёи Кусамы. Рассказываем, как устроена эта эпохальная выставка Фонда Бейлера, которая еще до открытия вызвала настоящий ажиотаж среди швейцарских (и не только) ценителей современного искусства. 

Всего просмотров: 1099