Нейробиологи выявили мозговой рецептор, связанный с депрессией и тревогой, и подробно изучили его структуру. Авторы продемонстрировали в экспериментах на мышах, что блокирование этого рецептора снимает хронический стресс и депрессию.
Ученые из Исследовательского института Скриппса во Флориде во главе с Кириллом Мартемьяновым обнаружили, что в префронтальной коре людей с сильными депрессивными расстройствами в необычно высоких концентрациях присутствует рецептора клеток мозга GPR158. Они также установили, что у мышей, которых подвергали хроническому стрессу, в коре головного мозга также увеличивался уровень этого рецептора, а его подавление делало животных более спокойными и устойчивыми к стрессу.
Теперь авторы открытия вместе с коллегами из других институтов и университетов США, Великобритании и Индии изучили на атомном уровне структуру рецептора, что, по их мнению, позволит в будущем разработать терапевтические средства для лечения депрессии и различных расстройств настроения, основанных на блокировании GPR158.
«Мы изучаем этот рецептор более десяти лет и довольно хорошо разобрались в его биологии, — приводятся в пресс-релизе Института Скриппса слова Кирилла Мартемьянова, профессора и руководителя отдела неврологии института. — Поэтому действительно приятно впервые увидеть, как он устроен»
Исторически GPR158 было непросто изучить, так как он относится к группе орфанных рецепторов, для которых не определены молекулы, отвечающие за включение его сигнальной функции. Кроме того, в отличие от большинства аналогичных рецепторов, он существует в тесной связи с сигнальным белковым комплексом RGS — регулятором передачи сигналов G-белка — который действует как мощный тормоз клеточной передачи сигналов.
Чтобы нанести на карту атомную структуру GPR158 с разрешением менее одной миллиардной метра и определить, как он связан с группой белков, определяющих его активность, исследователи впервые использовали метод Cryo-EM — ультрахолодной одночастичной электронной микроскопии. Метод основан на замораживании белков при сверхнизких температурах и изучении их организации через линзы мощных микроскопов.
«Микроскоп использует пучок электронов вместо света для изображения белковых ансамблей. Более короткая длина волны электронов, по сравнению со световой, позволила нам визуализировать наш образец с разрешением, близким к атомному, — объясняет еще один автор исследования, структурный биолог Тина Изард (Tina Izard). — Перспективы метода Cryo-EM для достижения прорыва в изучении структур биомолекул огромны».
«Это первое в своем роде средство, демонстрирующее множество новых функций и предлагающее путь для разработки лекарств», — говорит первый автор статьи доктор Дипак Патил (Dipak Patil), сотрудник лаборатории Мартемьянова.
