Исследователи Окинавского института науки и технологий предложили объяснение высокой эффективности BK-каналов мозга, загадка которых оставалась нерешённой более 40 лет. Эти структуры пропускают ионы калия заметно лучше многих других каналов, что помогает нервным клеткам формировать электрические импульсы. Результаты работы опубликованы в журнале Communications Biology.
Работой руководил Эрик Де Шуттер. Учёные сравнили особенности BK-каналов у разных животных и использовали компьютерное моделирование нейронов. Оказалось, что у млекопитающих и птиц проводимость этих каналов существенно выше, чем у многих беспозвоночных.
Моделирование показало, что низкопроводящие каналы менее выгодны для клетки. Чтобы переместить такой же объём ионов калия, их требуется больше, однако для запуска каждого канала необходим кальций. Поэтому многочисленные структуры начинают конкурировать за этот ресурс.
Высокопроводящие BK-каналы позволяют избежать подобной ситуации. Они эффективнее передают электрические сигналы и дают нервной клетке возможность точнее определять момент возникновения импульса. Такая точность особенно важна при сложных движениях, которые требуют согласованной работы разных участков нервной системы.
Гипотезу проверили на компьютерной модели клеток Пуркинье мозжечка, участвующих в координации движений. По словам Де Шуттера, потребность в точной передаче сигналов могла повлиять на эволюционное развитие BK-каналов. При этом авторы подчёркивают, что их вывод объясняет возможный фактор изменений, но не устанавливает единственную причину.
Как ранее сообщал АиФ, Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2026 года присудили за открытия, связанные со светоуправляемыми ионными каналами и оптогенетикой. Эта технология позволяет воздействовать на активность нервных клеток с помощью света.