Des chercheurs de l#39Université du Michigan ont identifié la protéine qui permet aux mammifères de ressentir le froid, comblant ainsi une lacune de connaissances de longue date dans le domaine de la biologie sensorielle.
Les résultats, publiés dans Nature Neuroscience, pourraient aider à comprendre comment nous ressentons et souffrons du froid en hiver, et pourquoi certains individuals ressentent le froid différemment selon des ailments pathologiques particulières.
« Le domaine a commencé à découvrir ces capteurs de température il y a as well as de 20 ans, avec la découverte d#39une protéine smart à la chaleur appelée TRPV1 », a déclaré le neuroscientifique Shawn Xu, professeur à l#39UM Everyday living Sciences Institute et auteur principal de la nouvelle recherche.
« Diverses études ont montré que les protéines détectent les températures chaudes, chaudes et même froides, mais nous n#39avons pas été en mesure de confirmer celles qui détectent les températures inférieures à approximativement 60 degrés Fahrenheit. »
Dans une étude de 2019, des chercheurs du laboratoire de Xu ont découvert la première protéine réceptrice de détection du froid chez Caenorhabditis elegans, une espèce de vers millimétriques de very long que le laboratoire étudie comme système modèle pour comprendre les réponses sensorielles.
Étant donné que le gène qui code pour la protéine de C. elegans est conservé au cours de l#39évolution chez de nombreuses espèces, y compris les souris et les humains, cette découverte a fourni un stage de départ pour vérifier le capteur de froid chez les mammifères : une protéine appelée GluK2 (abréviation de Glutamate ionotropique récepteur sort kainate sous-unité 2). ).
Pour cette dernière étude, une équipe de chercheurs de l’Institut des sciences de la vie et du Collège de littérature, des sciences et des arts de l’UM a testé leur hypothèse sur des souris dépourvues du gène GluK2 et ne pouvant donc produire aucune protéine GluK2. Grâce à une série d#39expériences visant à tester les réactions comportementales des animaux à la température et à d#39autres stimuli mécaniques, l#39équipe a découvert que les souris réagissaient normalement aux températures chaudes, chaudes et froides, mais ne réagissaient pas au froid nocif.
GluK2 se trouve principalement sur les neurones du cerveau, où il reçoit des signaux chimiques pour faciliter la interaction entre les neurones. Mais elle s’exprime également dans les neurones sensoriels du système nerveux périphérique (en dehors du cerveau et de la moelle épinière).
« Nous savons maintenant que cette protéine remplit une fonction totalement différente dans le système nerveux périphérique, en traitant les signaux de température au lieu des signaux chimiques pour détecter le froid », a déclaré Bo Duan, professeur agrégé de biologie moléculaire, cellulaire et du développement à l#39UM et co-auteur principal. de l’étude.
Bien que GluK2 soit surtout connu pour son rôle dans le cerveau, Xu suppose que ce rôle de détection de la température pourrait avoir été l#39un des objectifs initiaux de la protéine. Le gène GluK2 a des dad and mom dans tout l’arbre évolutif, remontant jusqu’aux bactéries unicellulaires.
« Une bactérie n#39a pas de cerveau, alors pourquoi aurait-elle évolué pour recevoir des signaux chimiques provenant d#39autres neurones ? Mais elle aurait grand besoin de détecter son environnement, et peut-être à la fois la température et les produits chimiques », a déclaré Xu, qui est également professeur de physiologie moléculaire et intégrative à l#39UM Healthcare School. « Je pense donc que la détection de la température pourrait être une fonction ancienne, du moins pour certains de ces récepteurs du glutamate, qui a finalement été récupérée à mesure que les organismes développaient des systèmes nerveux in addition complexes. »
En in addition de combler une lacune dans le puzzle de la détection de la température, Xu pense que cette nouvelle découverte pourrait avoir des implications sur la santé et le bien-être humains. Les clients cancéreux recevant une chimiothérapie, par exemple, éprouvent souvent des réactions douloureuses au froid.
« Cette découverte de GluK2 en tant que capteur de froid chez les mammifères ouvre de nouvelles voies pour mieux comprendre pourquoi les humains ressentent des réactions douloureuses au froid, et offre peut-être même une cible thérapeutique potentielle pour traiter cette douleur chez les patients dont la feeling de froid est surstimulée », a déclaré Xu.
La recherche a été soutenue par les National Institutes of Well being. Toutes les procédures effectuées sur des souris ont été approuvées par le comité institutionnel de defense et d#39utilisation des animaux et réalisées conformément aux directives institutionnelles.
Les auteurs de l#39étude sont : Wei Cai, Wenwen Zhang, Chia Chun Hor, Tong Pan, Mahar Fatima, Bo Duan et XZ Shawn Xu de l#39Université du Michigan et Qin Zheng et Xinzhong Dong de la faculté de médecine de l#39Université Johns Hopkins
