Дирижёр без палочки: как белок управляет обонянием червя, не трогая жиры ✎ bioRxiv

В оркестре из 302 нейронов червя Caenorhabditis elegans белок NHR-49 долго считали дирижёром, который управляет только складом жиров. Но новый эксперимент показывает: этот дирижёр может выходить на сцену и без жировой партитуры.

Учёные взяли червей с полностью выключенным геном nhr-49 и посадили их в чашку Петри, где с одной стороны пахло диацетилом — запахом, который для червя означает «там еда». Здоровые черви уверенно ползли на аромат, а мутанты терялись. При этом на другие привлекательные запахи, которые ловят иные нейроны, мутанты реагировали как обычно. Значит, белок нужен не для обоняния вообще, а именно для одной линии связи.

Чтобы понять, где именно работает белок, учёные включали его в разных тканях: в нейронах, мышцах, кишечнике, коже. Только нейроны и мышцы вернули червям нормальное поведение. Более того, у мутантов в нейронах AWA стало меньше светящегося белка-репортёра, который показывает активность гена odr-10 — того самого, что кодирует рецептор запаха диацетила. Похоже, NHR-49 напрямую поддерживает «антенну» нейрона.

Тот же белок оказался нужен и для привыкания к прикосновениям. Червей 30 раз подряд тыкали с интервалом в 10 секунд, и здоровые черви с каждым разом всё реже давали задний ход. Мутанты реагировали на первый тычок так же бойко, но к концу серии почти не меняли поведение — как будто не запоминали, что тычок безопасен.

Так метаболический «бухгалтер» оказался ещё и постановщиком сенсорных сцен. Раньше казалось, что NHR-49 влияет на поведение только через жировой обмен, как дирижёр, который управляет оркестром, меняя освещение в зале. Теперь видно, что он может подойти к конкретному музыканту и поправить его инструмент напрямую. Для медицины это подсказка: белки, которые следят за обменом веществ, могут одновременно настраивать работу нервов, и сбои в этой настройке, возможно, стоят за болезнями, где переплетены метаболизм и поведение.