Asosiy ma’lumotlar

  • BK-kanallar kaliy ionlarini boshqa kaliy kanallariga qaraganda 10-20 barobar oson o‘tkazadi; o‘tkazuvchanlik turning sutemizuvchilarga evolyutsion yaqinligi ortib borishi bilan o‘sadi.
  • Kuchsiz kanallarni ko‘proq ochish kerak bo‘ladi, ular kalsiy uchun raqobatlashadi, spayk payti esa «suzuvchi» bo‘lib qoladi.
  • Model faqat mo‘cha g‘ildiragining Purkinje hujayralarida tekshirilgan va mualliflar tomonidan soddalashtirilgan deb tan olingan.

Neyrobiologiyaning uzoq davom etgan savoliga mumkin bo‘lgan javob

1980-yillar boshidan beri neyrobiologlar nerv hujayralariga kaliy ionlarini bu turdagi boshqa barcha kanallarga qaraganda 10-20 barobar oson o‘tkazuvchi BK-kanallar (Big Potassium, «katta kaliy») nima uchun kerakligini tushunishga harakat qilgan. Mumkin bo‘lgan javobni Erik De Shutter boshchiligidagi Okinava fan va texnologiyalari instituti jamoasi topdi; natijalar Communications Biology jurnalida chop etilgan. Nerv hujayralari qisqa elektrik zaryadlari — spayklar orqali almashinadi va ularning sinxronlashuvi aniqligidan harakatlarni boshqarish, xotira va sezgilarni qayta ishlash bog‘liq. BK-kanallarning tuzilishi uzoq vaqtdan beri tasvirlangan, biroq ularning evolyutsion maqsadi noaniq qolgan. Bundan tashqari, o‘tkazuvchanlik turlar orasida farq qilgan: eng kuchli kanallar — sutemizuvchilar va qushlarda, mollyuskalar va hasharotlarda esa sezilarli darajada kuchsizroq.

Evolyutsion daraxt va modellashtirish

De Shutter evolyutsionistlar Tomas Burginon va Simon Xellemans bilan birga BK-kanallar o‘tkazuvchanligini genom ma’lumotlari va oldingi o‘lchovlarga tayanib hayvonlarning evolyutsion daraxtiga qo‘ydi: tur sutemizuvchilarga qanchalik yaqin bo‘lsa, uning kanallari shunchalik kuchli. Keyin STEPS molekulyar modellashtirish dasturida tadqiqotchilar kalsiy konsentratsiyasini hisobga olgan holda turli kuchsilikdagi kanallarning ishini qayta yaratdi — kalsiyning to‘rtta ioni har bir BK-kanalni ochadi.

Kuchsiz kanallarning tuzog‘i

Hisob-kitoblar kuchsiz kanallarning «tuzog‘ini» ko‘rsatdi: xuddi shuncha kaliy o‘tkazish uchun ularni ancha ko‘proq ochish kerak, natijada ular yetishmaydigan kalsiy uchun bir-biri bilan raqobatlashadi. Qushlar va sutemizuvchilarning kuchli kanallari bundan xavotirda emas. Kuchsiz o‘tkazuvchanlikda spayk payti ham «yoyilib» ketadi — uning paydo bo‘lish vaqti «suzuvchi» bo‘lib qoladi. «Spayklarning vaqt aniqligi aynan sutemizuvchilarda kanallar o‘tkazuvchanligining o‘sishiga turtki bo‘lgan asosiy evolyutsion bosim bo‘lgan deb taxmin qilamiz. Harakatlar murakkablashuvi bilan submillisekund aniqlik zarur bo‘lib qoldi», — deb tushuntirdi De Shutter.

Ishning cheklovlari va ahamiyati

Mualliflar modelni soddalashtirilgan deb tan oladilar: kanallarning ishi bitta turdagi neyronlarda — harakatlarni boshqarishda ishtirok etuvchi mo‘cha g‘ildiragining Purkinje hujayralarida tekshirilgan. BK-kanallar ko‘plab to‘qimalarda uchraydi va masalan, mushaklarning qisqarishiga ta’sir qilganligi sababli, xulosalar nafaqat neyrobiologlar, balki hujayra biologlari va evolyutsionistlar uchun ham foydali bo‘lishi mumkin.