Dr. Lasso: Lipidový enzym bishu-1 - Jak si larvy drží chladnou hlavu

Vědecký tým z japonského výzkumného centra ExCELLS objevil u octomilek obecných (Drosophila melanogaster) enzym, který reguluje schopnost těchto drobných organismů vnímat a aktivně se vyhýbat nízkým teplotám. Zásadní roli v tomto procesu hraje lipidový enzym bishu-1, který neřídí ukládání tuků, jak by se dalo očekávat, ale působí jako regulátor senzorických receptorů citlivých na chlad.

Octomilka je ve vědeckém výzkumu nepostradatelným modelem. Díky své jednoduché genetice, krátkému životnímu cyklu a překvapivé podobnosti mnoha biologických procesů s lidskými mechanismy umožňuje studovat například nervový systém, vývoj nebo senzorické funkce. Právě z tohoto důvodu sloužila jako ideální organismus pro zkoumání mechanismu chladové senzitivity.

Studie se zaměřila na specifické neuronální buňky v hlavě larev drozofil, tzv. DOCCs (dorsal organ cool cells), které reagují na nízké teploty. Vědci zkoumali dva ionotropní receptory – IR25a a IR21a – jejichž expresi a funkci přímo ovlivňuje enzym bishu-1. Ukázalo se, že tento lipidový enzym reguluje činnost transkripčního faktoru broad, který se váže na regulační oblasti genů zodpovědných za chladovou senzitivitu.

Pokud je bishu-1 mutovaný nebo nefunkční, dochází ke snížení exprese IR receptorů a larvy ztrácejí schopnost detekovat nízké teploty. Výsledkem je, že místo aby se chladu vyhýbaly, zůstávají v chladném prostředí, jako by ho vůbec nevnímaly. Enzym tak zajišťuje nepřetržitou funkci chladových senzorů tím, že aktivně udržuje jejich genetickou expresi.

Název bishu pochází z čínštiny a znamená „letnění“, tedy únik před horkem – ironicky tak popisuje chování mutantních larev, které tento únik nedokážou.

Význam objevu ale přesahuje rámec základního výzkumu. Studie naznačuje, že lipidové enzymy mohou hrát zásadní roli v regulaci senzorických funkcí i u složitějších organismů, včetně člověka. To otevírá prostor pro vývoj lipidově cílených terapeutických přístupů, například pro pacienty s poruchami termoregulace, neuropatií nebo poškozením smyslových neuronů v důsledku léčby či úrazu.

Podle hlavního autora studie, Takaakiho Sokabeho, může být regulace exprese smyslových genů pomocí lipidového metabolismu novým směrem v neurovědách. Zvláště zajímavý je fakt, že geny podobné bishu-1 se vyskytují ve více kopiích a tvoří genové klastry – což naznačuje širší zapojení lipidových enzymů do různých typů senzorických procesů.

Tento výzkum tak nejen vysvětluje, jak si larvy „udržují chladnou hlavu“, ale přináší nový pohled na propojení metabolismu a smyslové signalizace, který by jednou mohl ovlivnit i lidskou medicínu.