Ученые выяснили, почему бессмертные грызуны не чувствуют боли

Знаменитые голые землекопы и их близкие родичи перестали ощущать боль из-за того, что это чувство мешало их предкам есть горькие корни растений и жить рядом с колониями муравьев, чьи укусы крайне болезненны для всех остальных животных. К такому выводу пришли генетики, опубликовавшие статью в журнале Science.

Голый землекоп (Heterocephalus glaber) — уникальное млекопитающее, обладающее множеством удивительных свойств. Это безволосый подземный грызун размером с мышь и весом 30-50 граммов обитает в восточной Африке.

В 1970-е годы ученые обнаружили, что эти существа живут необычайно долго для своего размера, в десятки раз выше нормы, и почти не подвержены раковым заболеваниям. За все время наблюдений, ученые зафиксировали всего четыре случая развития опухолей. Кроме того, землекопы практически не чувствуют боли, не реагируют на раздражение кожи при соприкосновении с едкими кислотами и могут жить свыше 20 минут без кислорода.

Открыв их необычную нечувствительность к боли почти десять лет назад, Льюин и его коллеги заинтересовались тем, как голые землекопы могли приобрести эту черту и обладают ли ей другие африканские грызуны из семейства землекоповых (Bathyergidae).

Для решения этой задачи немецкие молекулярные биологи совершили несколько экспедиций в южные регионы Африки, где существуют колонии Heterocephalus glaber и других землекопов, собрали образцы их тканей и на месте проверили, чувствуют ли эти животные боль при введении различных раздражителей в одну из их лап.

В их число входили, помимо капсаицина, жгучего вещества перца, другие едкие соединения, в том числе соляная кислота и аллил-изотиоцианат, главный компонент еще одной острой приправы, васаби. Все эти соединения вырабатываются различными растениями и животными для самообороны или добычи пищи.

Эти наблюдения показали, что голые землекопы не были единственными обладателями подобной «суперспособности» – боль в разной степени не чувствовали еще четыре землекопа. В их число вошел один из подвидов готтентотских пескороев (Cryptomys hottentotus natalensis), неуязвимый к действию перца, но ощущавший соляную кислоту и васаби, а также капские землекопы (Georychus capensis) и восточноафриканские кротовые крысы(Tachyoryctes splendens), игнорировавшие кислоту и капсаицин.

Еще один из подвидов пескороев, обитающих в окрестностях Претории, столицы ЮАР, обладал уникальной особенностью – на него, в отличие от всех остальных грызунов, в том числе и голых землекопов, не действовал экстракт васаби в любых мыслимых количествах.

Все эти животные, как отмечает Льюин, приходятся друг другу лишь далекими родичами, чьи предки разделились десятки миллионов лет назад. Сравнив их геномы и содержимое нервных клеток, ощущающих боль, ученые попытались выяснить, как и когда они приобрели эти «суперспособности» и что могло послужить причиной их появления.

Как показал этот анализ, развитие нечувствительности к боли у всех этих животных было связано с появлением мутаций в трех генах — TRPA1, SCN9A и NALCN. Все они кодируют особые каналы на поверхности нервных клеток, распознающие различные молекулы и перекачивающие ионы натрия, кальция и других элементов в нейроны в ответ на их появление или исчезновение.

Первые два участка ДНК достаточно давно связываются с чувством боли и принципы их работы были хорошо изучены в прошлом. Последний ген, судя по наличию в нем мутаций у пескороев из окрестностей Претории, был связан с распознаванием васаби, но как именно, ученые не знали.

Когда они заблокировали работу NALCN, их ожидал сюрприз — Cryptomys hottentotus pretoriae внезапно начали чувствовать боль, причем этот эффект проходил через несколько дней после введения вещества, мешавшего этим каналам прокачивать ионы натрия. Обратный эффект – активизация работы NALCN – как предполагают ученые, можно будет использовать для подавления боли у пациентов.

Как все эти землекопы приобрели подобные способности? Анализируя их отличия от других грызунов, ученые обратили внимание, что пескорои из окрестностей столицы ЮАР практически всегда живут рядом с колониями муравьев вида Myrmicaria natalensis.

Эти насекомые, по словам Льюина, отличаются крайне агрессивным характером и очень болезненными укусами. Их яд, в свою очередь, содержит в себе большие количества аллил-изотиоцианата. Почти столь же большие количества этого вещества присутствуют в корнях амарантов, которыми питаются эти землекопы.

Это, как считает генетик, говорит о том, что все эти виды землекопов потеряли чувствительность к определенным кислотам и раздражителям по той причине, что эти вещества или содержались в их пище, или в «окружающей среде» в виде муравейников, соседство с которыми помогает пескороям избегать контактов с хищниками и конкурентами.

Источник: https://ria.ru