В спинном мозге мышей обнаружили нейроны приятных прикосновений
Приятные ощущения от прикосновений передают нейроны с рецепторами к нейропептиду Prok2, который также связывают с ощущением боли и зуда. Эти клетки обнаружили в спинном мозге мышей после экспериментов, в которых животных гладили кисточками и анализировали связанные с этим процессом нейроны. Исследование опубликовано в журнале Science.
Тактильные ощущения важны не только чтобы напрямую получать информацию об окружающем — текстурах, формах и расположении, но и для анализа социального контекста. Как человеку, так и обезьянам, грызунам, птицам и насекомым приятный физический контакт помогает создавать социальные связи, укреплять привязанность и взаимность и даже определять иерархию. А вот тактильная депривация, наоборот, может обернуться проблемами с ментальным здоровьем.
Тактильная информация от рецепторов кожи передается на вставочные нейроны спинного мозга, которые образуют пучки – нервные волокна. В отличие от осязательной информации (давлении, текстурах), удовольствие от прикосновений передается по немиелинизированному типу таких волокон. Эти волокна называют медленными, поскольку вокруг них нет изолирующей миелиновой оболочки и сигнал передается хуже. До сих пор не было понятно, как именно медленные волокна передают ощущения удовольствия от касаний.
Исследователи из Медицинской школы Университета Вашингтона под руководством Бенлонга Лию (Benlong Liu) изучили один из подтипов нейронов медленных волокон в спинном мозге — Prokr2. Эти нейроны несут рецепторы к возбуждающему нейропептиду — прокинетицину 2, который связывают с ощущением боли и зуда. Ученые предположили, Prokr2-нейроны могут передавать в мозг информацию о приятных касаниях.
Сначала ученые решили визуализировать нужный тип нейронов в спинном мозге и сопоставить его расположение с медленными волокнами. Для этого использовали линию трансгенных мышей, у которых ген рецептора «сшили» с геном зеленого светящегося белка, который и позволил увидеть нужные нейроны в микроскоп. Оказалось, Prokr2-нейроны расположены в субстанции Роланда спинного мозга – как раз в области немиелинизированных волокон. Это лишь усилило гипотезу о роли Prokr2 в передаче приятных тактильных ощущений.
Чтобы напрямую проверить ее, исследователи использовали мышей, у которых генетически «выключили» нейроны с рецепторами прокинетицина 2. С животными провели тесты на условное предпочтение места. Их поместили в клетки, разделенные на две зоны и гладили кисточкой, когда мышь прибегала в одну из них — так эту часть клетки мышь связывала с поглаживаниями. После такого обучения мышь снова помещали в клетку и проверяли, в какой из зон она проводит больше времени.
Нормальные мыши без генетических вмешательств после обучения предпочитали находиться в той части клетки, где их гладили (р<0,01). После поглаживаний у них также замедлялось сердцебиение и повышался болевой порог (р<0,01). Все эти эффекты не сохранялись после выключения Prokr2-нейронов, что свидетельствует об их роли в передаче сигнала как приятного и предпочтительного. Такой же эффект наблюдался и при отключении самого прокинетицина 2, то есть нейроны с рецепторами получали сигнал именно через него.
Мыши без нейропептида также странно реагировали на стресс: проводили мало времени на свету и редко выходили в центр клетки в соответствующих тестах. Оба типа генетически модифицированных животных совсем не интересовались новыми мышами в клетке и не стремились их исследовать, а также не участвовали в физических контактах с соседями. Так исследователям удалось показать, что Prokr2-нейроны не только участвуют в передаче приятных тактильных ощущений в спинном мозге, но и необходимы для нормального поведения животных.
Тактильный контакт не только помогает не тревожиться, но и способен снизить боль. Недавнее исследование показало, что боль чувствуется меньше, когда испытуемого держит за руку партнер. В таких экспериментах у пар даже синхронизировалась активность мозга в мю-диапазоне.
Анна Муравьёва
Даже несмотря на использование сырого молока
Итальянские микробиологи изучили генетическое разнообразие микробиома кампанской моцареллы из молока буйволиц на разных этапах производства. К концу созревания микробиом сыра и рассола был представлен почти исключительно бактериями родов Lactobacillus и Streptococcus без значимого вклада минорных микроорганизмов. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Microbiololgy. Чтобы понять, какие микроорганизмы отвечают за аромат и вкус сыров с защищенным наименованием места происхождения, производители прибегают к микробиомным исследованиям. Часто такие нюансы связаны с минорными микроорганизмами, попадающими в тесто сыра не из стартовой культуры, а из термически необработанного молока, с оборудования или рук работников сыроварни. Доля таких микроорганизмов не превышает нескольких процентов микробиома. Технологии метагеномики и метаболомики позволяют быстро их идентифицировать, а иногда и попутно верифицировать происхождение сыра при сомнениях в его подлинности. Итальянские микробиологи во главе с Алессией Леванте (Alessia Levante) из Пармского университета исследовали микробиом рассольного сыра из молока буйволицы с юга материковой Италии, моцареллы ди буфала кампанья. Согласно традиционному рецепту, в молоко добавляют стартовую культуру и сычужный фермент, после чего в течение 4-5 часов происходит созревание при 35-37 градусах Цельсия. Потом массу погружают в воду температурой до 95 градусов, и она приобретает эластичную консистенцию. Эту массу вымешивают как тесто, после чего сыру придают форму шариков и помещают в рассол, в таком виде он и поступает в продажу. За время приготовления в среде колеблется температура, кислотность и концентрация соли, что создает предпосылки для изменений микробиома в процессе созревания. Биологи исследовали сыры от двух сыроварен: одна изготавливала моцареллу из сырого молока, другая — из пастеризованного. Ученые провели метагеномное секвенирование гена 16S рибосомальной РНК из образцов молока, стартовых культур, сырной массы перед нагреванием, рассола и готового сыра. В общей сложности 17 проб были пригодны для анализа — ученые забирали пробы из обеих сыроварен по два раза в разные дни. На одном из предприятий было доступно два варианта рассола — новый и старый, используемый уже более 30 лет. В общей сложности исследователи обнаружили бактерии из 30 типов, но основная часть биоразнообразия пришлась на образцы сырого молока, где доминировали типы Firmicutes, Proteobacteria и Actinobacteria. В остальных образцах доминировали представители Firmicutes: более 90 процентов микроорганизмов составили представители родов Streptococcus и Lactobacillus, причем в сырном тесте преобладали лактобациллы (L. delbrueckii и L. helveticus), а в рассоле преобладали стрептококки. Микробиом сырного теста на 99,4-99,8 процента состоял из лактобацилл и стрептококков. В старом рассоле от одной из сыроварен были идентифицированы бактерии родов Lentillactobacillus и Pediococcus, родственные лактобациллам, на них пришлось до десяти процентов ридов. При этом ученые не нашли минорных микроорганизмов, которые были бы характерны одновременно для сыров из обеих сыроварен. Единичные образцы содержали также минорные компоненты микробиома из родов Lactococcus, Acinetobacter или Chriseobacterium, но, по утверждению авторов, их нельзя назвать стабильным компонентом микробиома моцареллы ди буфало кампанья. Доля главных представителей микробиоты тоже оказалась довольно нестабильным показателем. От образца к образцу она различалась в 2-4 раза. Разброс от года к году может быть еще больше, если учесть результат исследования, часть данных которого касалась микробиома моцареллы. Учет того, насколько вариабельными могут быть продукты с защищенным наименованием места происхождения, важен при их сертификации и для их сохранения как объекта культурного нематериального наследия. Данные микробиомики используют не только для идентификации продуктов питания и их подлинности, но и для исследования диеты древних людей.
