«Спящий» белок мозга оказался мощным переключателем нейронной связи
Многие белки мозга выглядят так, будто они «просто висят там» — присутствуют, но неясно, что именно делают. Одним из таких долго считался класс молекул под названием дельта-тип ионотропных глутаматных рецепторов или GluD-рецепторов. Но новое исследование переворачивает эти представления: оказывается, они не спят, а активно регулируют работу нейронных сетей. Это открытие может открыть путь к новым лекарствам против психических и неврологических расстройств.
О чём идёт речь: загадка GluD-рецепторов
GluD-рецепторы участвуют в синаптической коммуникации — обмене электрическими и химическими сигналами между нервными клетками. Генетические изменения в них связывают с тревожными состояниями, шизофренией и другими нарушениями, но до сих пор учёные не могли понять, как именно они влияют на работу мозга.
Исследование, опубликованное в журнале Nature, дало ответ на этот вопрос благодаря новейшим методам визуализации и анализа структуры белков.
Как устроено открытие: взгляд изнутри
Работу выполнила команда из Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University School of Medicine), которой руководил биофизик Эдвард Твоуми (Edward Twomey).
Учёные использовали крио-электронную микроскопию — технологию, позволяющую разглядеть структуру сложных молекул с почти атомным разрешением. Это дало им возможность обнаружить, что GluD-рецепторы содержат внутри себя полноценный ионный канал — настоящий интерфейс для прохождения ионов, что делает их активными участниками нейронного обмена.
Раньше считалось, что GluD-рецепторы «ростут, но не действуют», а их связь с нервными расстройствами оставалась загадкой. Новые данные означают, что они именно участвуют в передаче и модуляции сигналов между нейронами.
Что это значит для психических заболеваний
Если GluD-рецепторы действительно активны, это меняет представление о ряде нарушений:
- Шизофрения: здесь активность GluD может быть снижена, и задача будущей терапии — усилить её.
- Тревожные расстройства: нарушения сигналов между нейронами могут лежать в основе симптомов.
- Атаксии и двигательные нарушения: в других случаях GluD могут быть «пережать», и терапия должна работать на подавление избыточной активности.
Управляя этой молекулярной «регулировкой», можно потенциально создавать лекарства, которые точечно и мягко настраивают нейронную связь, а не грубо меняют баланс нейромедиаторов, как сейчас.
Потенциал для памяти и старения
Поскольку GluD-рецепторы регулируют синапсы, они, возможно, участвуют и в процессах памяти и обучения. С возрастом синаптическая функция ухудшается, и мишени вроде GluD могут стать ключом к разработке препаратов, которые поддерживают мозг в «рабочем состоянии» дольше.
Это особенно актуально, учитывая, что многие нейродегенеративные заболевания развиваются десятилетиями до появления клинических признаков.
Дальнейшие шаги исследований
Команда Твоуми планирует работать с фармакологическими компаниями, чтобы разработать вещества, которые будут избирательно модулировать активность GluD-рецепторов. Параллельно изучаются конкретные мутации GluD, обнаруженные у пациентов с психиатрическими и неврологическими нарушениями, чтобы лучше понять, как эти изменения влияют на функции мозга.
Патентная заявка уже подана на методики измерения электрической активности этих рецепторов — шаг, который приближает лабораторные находки к клиническому применению.
Заключение: от структуры к терапии
Это исследование меняет фундаментальную картину нейронной передачи: вместо пассивных «запчастей» GluD-рецепторы предстали как активные регуляторы связи между клетками мозга. Это открывает перспективу созданию принципиально новых стратегий лечения психических и неврологических состояний — не через грубое влияние на крупные нейротрансмиттерные системы, а с помощью тонкой настройки синаптических переключателей.
Понимание таких скрытых молекулярных механизмов, которые развиваются задолго до клинических проявлений, становится особенно важным в исследованиях, связанных с ранними биологическими корнями нейродегенеративных заболеваний, и об этом подробно говорится в материале «Учёные на пути к разгадке биологических корней нейродегенеративных заболеваний».
Источник
- Haobo Wang, Fairine Ahmed, Jeffrey Khau, Anish Kumar Mondal, Edward C. Twomey. Delta-type glutamate receptors are ligand-gated ion channels. Nature, 2025; 647 (8091): 1063 DOI: 10.1038/s41586-025-09610-x
Запись «Спящий» белок мозга оказался мощным переключателем нейронной связи впервые появилась Medical Insider.