Você pode tocar com o dedo para a ponta do nariz com os olhos fechados? A maioria de nós pode, graças a um sentimento chamado propriocepção, que ali onde nossas partes do corpo são em relação ao outro e nosso meio ambiente, diz. Não é de surpreender, desta forma é essencial para o movimento normal e equilibrar o pé, por exemplo.

Durante décadas, os biólogos têm tentado encontrar a proteína do sensor crucial para terminações nervosas que traduz os músculos e tendões que se estende em sinais nervosos proprioceptivo. Agora, em um estudo publicado na revista Nature Neuroscience, uma equipe liderada por cientistas do Scripps Research Institute identificou esta proteína no sensor de ratos.



Ele acaba por ser uma proteína chamada Piezo2, que foi encontrado recentemente para mediar o sentido do tato.

Investigador principal Ardem Patapoutian, professor TSRI e investigador com o Howard Hughes Medical Institute, disse:

"Para o leigo pode não parecer surpreendente que o toque e propriocepção usaria o mesmo sensor de proteína, mas nesta área, tem havido uma grande quantidade de evidências que sugerem otherwise- ao descobrir que Piezo2 atrás foi uma surpresa."

Multi-Purpose Protein

Patapoutian e seu laboratório especializado na identificação e caracterização de proteínas transdutores sensoriais e nos últimos 15 anos têm identificado transdutores frio, calor e dor. Em dois estudos publicados no ano passado, eles identificaram Piezo2 como o sensor principal para o toque comum, não-doloroso em ratos.

As novas descobertas são derivados em parte a partir desses estudos, onde Patapoutian e sua equipe desenvolveram ratos transgênicos podem ser feitas para desligar a atividade de neurônios Piezo2 "toque" e outros neurônios sensoriais com base na coluna vertebral. Piezo2 com o silêncio, os ratos mostraram profundas deficiências na resposta ao toque. Mas eles também mostraram um tipo diferente de déficit.

"Os seus pés estava um pouco 'anormal, que nos deu uma dica de que alguns neurônios proprioceptivos pode estar interessado também", disse o primeiro autor Seung-Hyun Woo, um associado de pesquisa no laboratório Patapoutian.

Numa primeira série de experiências para o novo estudo, a equipe foi capaz de isolar os neurônios sensoriais de ratos envolvidos na propriocepção e testadas respostas elétricas de pressão mecânica leve desses neurônios.

Essas terminações nervosas dos neurônios e corpos celulares são conhecidos por ser repleta de canais iônicos proteína ativada mecanicamente, que essencialmente são nascidos aberta admitindo um aumento de moléculas carregadas e provocando uma impulse- elétrica nervosa quando o nervo ou membrana celular circundante está distorcido suficientemente por um local de alongamento do tecido muscular.

Estudos anteriores haviam sugerido que a principal proteína expressa pelos neurônios de detecção de tabuleiro proprioceptivo é uma empresa especializada em admitir íons de sódio.

No entanto, a equipe encontrou evidências destes testes iniciais que as principais proteínas de canais iônicos neurónios proprioceptivos não é um canal seletivo de sódio proteína, mas, na verdade, tem propriedades consistentes com Piezo2s.

Membros estavam em todos os lugares

Os pesquisadores, então, confirmou que Piezo2 é expressa em neurônios de rato proprioceptivos e suas terminações nervosas-incorporado muscular.

Para determinar o papel de Piezo2 com maior certeza, eles desenvolveram duas linhas de ratinhos transgénicos em que a produção poderia ser desligado de Piezo2 neurónios proprioceptivos logo depois que eles nasceram ratos. Os animais resultantes mostraram anomalias graves no pé e membros de posicionamento.

"Seus membros estavam por toda parte, parecia que eles estavam tentando fazer yoga", disse Woo.

Em uma série final de experimentos, a equipe descobriu que o tecido muscular da perna a partir desses ratos que faltam Piezo2-tecido com nervos proprioceptivos construídas produziu quase não há sinais nervosos em resposta a tensão muscular, enquanto o tecido muscular de camundongos normais produziu sinais fortes .

"Os dados que temos agora a apoiar o papel da Piezo2 na propriocepção são realmente impressionante", disse Patapoutian.

Embora o resultado é um marco na neuroscience sensorial, que também pode conduzir a uma melhor compreensão de certas doenças humanas em relação à propriocepção. Por exemplo, uma doença genética conhecida como artrogripose distal tipo 5, cujo sofredores nascem com articulações severamente contratadas, foi encontrado em 2013 por-Patapoutian e colegas-ser causada por uma mutação na versão humana de Piezo2.

Seung-Hyun Woo, Viktor Lukacs, Joriene C de Nooij, Dasha Zaytseva, Connor R Criddle, Allain Francisco, M Thomas Jessell, Katherine A Wilkinson & Ardem Patapoutian
Piezo2 é o principal canal para mechanotransduction propriocepção
Nature Neuroscience