Зимнее утро и мятная конфета запускают в нашем организме один и тот же молекулярный механизм: специальный белковый канал TRPM8, расположенный в мембранах чувствительных нейронов, сигнализирует мозгу о холоде. До недавнего времени учёные лишь догадывались, как именно это происходит, но только сейчас получили детальные изображения этого сенсора в действии. TRPM8 — это микроскопический термометр, встроенный в нервные окончания кожи, рта и глаз. Он реагирует на понижение температуры до 7–28 градусов Цельсия, открываясь и пропуская ионы внутрь клетки, что генерирует нервный импульс.
Ментол, эвкалипт и некоторые другие природные соединения способны обманывать этот канал, связываясь с ним и вызывая то же самое открытие, хотя реального охлаждения тканей не происходит. С помощью криоэлектронной микроскопии команда сделала серию снимков TRPM8 в разных состояниях — от закрытого до открытого. Оказалось, что холод и ментол активируют канал через частично пересекающиеся, но различные молекулярные пути. Холод прежде всего воздействует на область поры, непосредственно открывающую ионный проход, тогда как ментол связывается с другим участком белка, вызывая волну конформационных изменений, которая добирается до поры позже.
Полученные данные имеют не только фундаментальное, но и прикладное значение. Дисфункция TRPM8 связана с хронической болью, мигренью, синдромом сухого глаза и некоторыми формами рака. Препарат аколтремон, активирующий этот канал, уже одобрен в США для лечения сухости глаз: действуя подобно ментолу, он стимулирует выработку слёзной жидкости. Теперь, зная точную структуру «холодной точки» — уникального участка белка, отвечающего за температурную чувствительность и предотвращающего его привыкание при длительном воздействии, — разработчики смогут создавать более точные лекарства, нацеленные именно на нужный механизм.
Тем временем холодоустойчивые комары добрались до Исландии.