Eine internationale Studie untersucht die Proteine, die die Wahrnehmung niedriger Temperaturen ermöglichen, die für das Überleben verschiedener Arten entscheidend sind.
Mit dem bevorstehenden Winter wird das Unbehagen durch Kälte deutlicher, was Fragen aufwirft, wie Organismen Temperaturänderungen wahrnehmen. 2021 erhielten David Julius und Ardem Patapoutian den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre Entdeckung von Temperatur- und Tastrezeptoren, einen Durchbruch, der fast 20 Jahre zuvor erzielt wurde.
Félix Viana de la Iglesia leitet ein Konsortium am Instituto de Neurociencias, das darauf abzielt, die molekularen Grundlagen der Kältewahrnehmung bei Tieren aufzudecken. Finanziert von dem Human Frontier Science Program (HFSP) mit 1,5 Millionen Dollar, wird das Projekt Temperaturfühler in den Genomen verschiedener Arten, einschließlich Eisbären und Wollhaarmammuts, nachverfolgen.
Viana erklärt: „Es gibt eine ganze Familie von Proteinen, die darauf spezialisiert sind, Kälte und Wärme zu erkennen.“ Die TRP-Ionenkanäle, die seit den frühen 2000er Jahren bekannt sind, sind entscheidende Sensoren für Kälte bei Säugetieren und Vögeln, insbesondere TRPM8.
Vianas Labor hat diese Proteine seit 2002 untersucht und ihre Biochemie verstanden, aber die funktionalen Mechanismen sind noch nicht vollständig erfasst. Zu den kooperierenden Institutionen gehören die Universität Stockholm, die Universität Bath und die Columbia University.
Die Forscher stellen die Hypothese auf, dass die Empfindlichkeit der Kälterezeptoren je nach Umweltanpassung variiert. Durch den Vergleich eng verwandter Arten, die an unterschiedliche Klimata angepasst sind, wollen sie genetische Variationen identifizieren, die die Proteinfunktion beeinflussen.
Durch die Analyse von alten DNA-Proben wird das Team erhaltene Reste von Wollhaarmammuts untersuchen. Viana bemerkt: „Wir werden sie mit modernen Elefanten vergleichen, die sich vor etwa drei Millionen Jahren von Mammuts getrennt haben.“
Vianas Forschungsgruppe ist auf fortgeschrittene elektrophysiologische Techniken spezialisiert und zielt darauf ab, die funktionalen Rollen von Mutationen in Temperaturfühlern zu bestimmen.
Obwohl sich das Projekt auf grundlegende biologische Funktionen konzentriert, erkennt Viana, ein Arzt, mögliche therapeutische Anwendungen an. Patienten, die sich einer Chemotherapie unterziehen, erfahren häufig Neuropathien, die zu einer erhöhten Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Reizen führen. Das Verständnis der Kältesensoren könnte helfen, diese Symptome zu mildern.
Darüber hinaus stellt das Studium der Kältewahrnehmung Herausforderungen dar, einschließlich individueller Variabilität und psychologischer Komponenten. Viana weist darauf hin, dass Frauen im Allgemeinen unterschiedliche thermische Komfortniveaus als Männer berichten, was möglicherweise durch Testosteron beeinflusst wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Forschung nicht nur darauf abzielt, die Komplexität der Kältewahrnehmung bei Tieren zu entschlüsseln, sondern auch das Verständnis ihrer Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu verbessern.