موش خال برهنه آفریقایی موجودی عجیب و غریب و خودمانی است که نزدیک ترین چیز به ابرقدرت های واقعی روی زمین را دارد. این جوندگان کوچک می توانند 32 سال زندگی کنند، مقاوم به سرطان هستند و در برابر برخی از انواع دردها نفوذ ناپذیرند.
بر اساس مطالعه ای که در 11 اکتبر در Cell Reports منتشر شد، اکنون، تحقیقات جدید تغییر تکاملی را مشخص کرده است که موش خال برهنه را به طور منحصر به فردی بدون درد ساخته است.
"گری آر، نویسنده اصلی، می گوید: "ما فکر می کنیم تکامل برای این تغییر به اندازه کافی ظریف انتخاب شده است تا سیگنال درد غیرعملکردی شود، اما آنقدر قوی نیست که خطری برای حیوان شود."لوین، استاد مرکز ماکس-دلبروک برای پزشکی مولکولی در برلین، آلمان.
نیش ورود به جکوزی را با آفتاب سوختگی بد تصور کنید. موش خال برهنه اذیت نمی شود، اما اکثر حیوانات این را به عنوان پردردی حرارتی احساس می کنند، و دانشمندانی که این مطالعه را انجام دادند، ایده خوبی از آنچه در سطح سلولی رخ می دهد، دارند.
در پاسخ به دمای بالا و التهاب اطراف نورون های حسی، مولکول های فاکتور رشد عصبی (NGF) به گیرنده ای به نام TrkA متصل می شوند. این یک آبشار از سیگنال های شیمیایی را آغاز می کند که یک کانال یونی - به نام TRPV1 - را روی سطح نورون حسی "حساس" می کند تا باز شود. هنگامی که TRPV1 باز می شود، منجر به شلیک عصب حسی می شود که به مغز می گوید درد را در دمایی که معمولاً دردناک نیست ثبت کند.
از طریق بیش از دوازده آزمایش طراحی شده دقیق، لوین و همکارانش دریافتند که در این فرآیند چه چیزی موش مول برهنه را از سایر حیوانات متمایز می کند - یک تغییر کوچک در گیرنده TrkA آنها.
برای مثال، اگر دانشمندان کانال‌های TRPV1 را در سلول موش با نسخه‌های موش مول برهنه TRPV1 عوض کنند، آنگاه پردردی حرارتی به طور معمول رخ می‌دهد. اما اگر سلولی دارای یک موش TRPV1 مشترک و یک موش صحرایی برهنه TrkA باشد، آنگاه سلول نمی‌تواند پردردی حرارتی را حس کند.
محققان ژن گیرنده TrkA موش مول برهنه را با گیرنده های ۲۶ پستاندار دیگر و پنج گونه موش مول آفریقایی دیگر مقایسه کردند. آنها تغییری از یک تا سه تغییر اسید آمینه را در یک بخش از گیرنده TrkA موش صحرایی کشف کردند که آن را کمتر حساس می کند.
"لوین می گوید: "اگرچه نسخه گیرنده TrkA موش مول برهنه تقریباً مشابه موش یا موش است، اما تأثیر بسیار مهمی بر توانایی حیوان برای احساس درد دارد."
آزمایش‌های بیشتر نشان داد که تغییر روی گیرنده TrkA موش مول برهنه باعث ناکارآمدی آن نمی‌شود، بلکه کم کار می‌کند. گیرنده TrkA آنها می تواند مانند سایر حیوانات پاسخ دهد، اگر سلول مول برهنه موش در معرض ده برابر غلظت طبیعی NGF قرار گیرد.
این تفاوت ظریف بین گیرنده TrkA کم عملکرد و ناکارآمد ممکن است توضیح دهد که چرا موش مول برهنه می تواند بدون تخریب عصبی معمولی موجود در حیوانات با جهش هایی که به طور کامل سیگنالینگ NGF را خاموش می کند زنده بماند. تحقیقات قبلی نشان داده است که جنین های در حال رشد برای ایجاد یک سیستم سیگنال دهی طبیعی درد نیاز به سیگنالینگ NGF دارند.
با این حال، مطالعه جدید نشان داد که موش‌های مول برهنه تقریباً با تعداد حسگرهای درد مشابه موش‌های تازه متولد شده متولد می‌شوند. تنها در بزرگسالی است که حسگرهای درد موش خال برهنه در مقایسه با هر پستاندار دیگری به میزان دو سوم کاهش می یابد. فرگشت ممکن است گیرنده TrkA را انتخاب کرده باشد که به اندازه کافی برای حیوان در حال رشد به عنوان جنین کار می کند، اما بزرگسالان را با گیرنده های عصبی کمتر و تا حدی بدون درد باقی می گذارد.
از دست دادن پردردی حرارتی ممکن است به موش‌های مول برهنه کمک کند در کلنی‌های زیرزمینی شلوغ خود زنده بمانند، جایی که تماس نزدیک می‌تواند به طرز ناراحت کننده‌ای گرم باشد، اما پردردی حرارتی ممکن است در این محیط گرم مفید نباشد.و این امکان وجود دارد که از دست دادن نورون های حسی در بزرگسالی به حیوانات در حفظ انرژی کمک کند.
لوین می گوید: «آنها در مناطق بیابانی زیرزمینی زندگی می کنند و برای تهیه غذای خود باید کارهای زیادی انجام دهند. آنها کمترین میزان متابولیسم را در بین پستانداران دارند. تکامل همه چیزهایی را که کاملا ضروری نیستند - از جمله گیرنده های عصبی اضافی را از کار انداخته است.»
لوین و همکارانش در حال برنامه ریزی مطالعات آینده بر روی موش هایی هستند که برای داشتن گیرنده TrkA موش مول برهنه منحصر به فرد پرورش یافته اند.
"ما امیدواریم ببینیم که این موش های اصلاح شده ویژگی های زیادی را نشان می دهند که موش های مول برهنه را منحصر به فرد می کند."
