Исследователи Сколтеха и их коллеги исследовали один из основных рецепторов обонятельной системы насекомых и пришли к выводу, что полученные результаты можно использовать не только для разработки средств борьбы с вредными насекомыми, но и для создания новых медицинских препаратов. Статья с описанием результатов исследования опубликована в журнале Molecular Biology Reports.
Обоняние – это присущая всем живым организмам способность определять запах вещества. Не у всех биологических видов обоняние играет одинаково важную роль для выживания организма: чем важнее его роль, тем сложнее механизм обоняния. У насекомых обоняние во многом определяет их сексуальное и социальное поведение, поэтому они обладают целым арсеналом средств для определения запахов. Эту функцию выполняют сотни генов, которые кодируют обонятельные рецепторы насекомого, «настроенные» на определенные химические соединения, или лиганды.
«С одной стороны, наше взаимодействие с миром насекомых имеет большое экономическое значение, поскольку насекомые делятся на вредные (сельскохозяйственные вредители и переносчики опасных инфекций) и полезные (насекомые, опыляющие растения и вырабатывающие полезные пищевые продукты). Обоняние − важный фактор, во многом определяющий поведение насекомых. С другой стороны, насекомые обладают обширным набором хеморецепторов, свойства которых можно использовать при разработке новых научных методов, в частности, методов скрининга лекарственных препаратов. Как это ни парадоксально, у нас до сих пор нет полного представления о механизмах обоняния насекомых», − рассказывает профессор Сколтеха Константин Лукьянов.
Профессор Лукьянов и аспирант Сколтеха Елена Соколинская вошли в состав группы специалистов, которая исследовала работу важнейшего корецептора насекомых – Orco в клеточной линии HEK293. Корецептор Orco − неизменный высококонсервативный элемент любого рецептора из семейства OR, а это значит, что он отличается очень высокой стабильностью и присутствует практически у всех насекомых, поэтому именно его чаще всего используют в исследованиях механизмов обоняния насекомых.
«Мы установили, что функциональная «настройка» хеморецептора, в частности, настройка его чувствительности и скорости реакции, а, возможно, и механизма передачи сигнала, во многом определяется свойствами его субъединицы, образующей связь с лигандом. А это означает, что для семейства рецепторов OR характерно широкое разнообразие молекулярных механизмов их функционирования», − отметил Лукьянов.
Как отмечают авторы статьи, результаты исследования могут быть использованы не только для разработки новых репеллентов, но и для проведения скрининга лекарственных препаратов. При этом профессор Лукьянов отмечает, что усилия исследователей должны быть направлены на конкретные рецепторы конкретных видов насекомых, поскольку «руководствоваться наблюдениями и выводами, сделанными лишь по модели мухи дрозофилы, вряд ли целесообразно».
«Сегодня мы также можем утверждать, что хеморецепторы насекомых в принципе можно применять и в хемогенетике млекопитающих. В настоящее время мы тестируем расширенный набор рецепторов на первичных культурах электровозбудимых клеток», − отметил в заключение Константин Лукьянов.
В исследовании принимали участие специалисты Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН и Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.
*****
Сколтех – негосударственный международный университет. Созданный в 2011 году в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT), Сколтех готовит новое поколение лидеров в области науки, технологий и бизнеса, проводит исследования в прорывных областях и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром. Сколтех развивает шесть приоритетов: наука о данных и искусственный интеллект, науки о жизни и здоровье, современные методы проектирования и перспективные материалы, энергоэффективность, фотоника и квантовые технологии, перспективные исследования. Усилия Сколтеха призваны способствовать укреплению технологического превосходства России в приоритетных направлениях.
