За ощущения кислого и равновесия отвечают одинаковые гены

Биологи выделили новый класс ионных каналов, которые обеспечивают транспорт протонов сквозь клеточные стенки. Эти белки обеспечивают восприятие кислого вкуса и равновесия. Они также находятся во многих других тканях, но их функция там неизвестна. Статья с результатами опубликована в журнале Science.

Протоны — это простейшие ионы, ведь это атомы водорода, лишенные единственного электрона. Активность протонов используют для того, чтобы определять степень кислотности среды посредством величины pH — водородного показателя. Они могут повлиять на протекание многих биохимических процессов, поэтому клеточная мембрана для них непроницаема. Пересечь ее можно только сквозь специальные белки — ионные каналы. Ученые уже знали о гене, который кодирует выпускающий протоны из клеток канал, однако тот ген, что позволяет им проникнуть внутрь, был неизвестен.

В новой работе было показано, что за этот процесс отвечают гены семейства отопетринов. Сперва ученые определили, насколько важны этих гены для чувства равновесия — мыши с мутациями в нем испытывают проблемы с устойчивостью. Однако в чем состоит роль конкретно этого гена, было неясно. Исследование ученых из Университета Южной Калифорнии было связано с восприятием кислого вкуса. Так как кислые субстанции должны обеспечивать высокую концентрацию водорода, то авторы предположили, что у ответственных за этот вкус клеток есть особые ионные каналы для ионов водорода. Биологи по очереди выясняли функции генов, которые активны в этих клетках, но не активны в других «вкусовых» клетках. В результате выяснилось, что именно семейство отопетринов отвечает за ионные каналы для протонов.

Соответствующие гены есть у многих позвоночных, в том числе мух дрозофил. Кодируемые ими каналы структурно отличаются от всех других ионных каналов, а их наличие и сходство у многих организмов указывает на эволюционную важность. Активность этих генов распределена по телу специальным образом: эти каналы есть у клеток в языке, ушах, глазах, нервах, половой и пищеварительной системах. В вестибулярной системе ген отопетрина 1 (Otop1) необходим для формирования отолитов — кристаллов кальцита (CaCO₃), которые обеспечивают восприятие гравитации и ускорения.