У рибок у спинному мозку виявили сенсорні нейрони, які працюють як датчик м'язової чутливості - проприорєцепції. Знайдені нейрони виявилися механочутливими і збуджувалися у відповідь на вигин тіла рибок при пересуванні. Згідно з цими сигналами нейрони також посилали гальмували нервові клітини моторних шляхів, щоб регулювати рух тварин. Орган м'язової чутливості вперше виявлено в центральній нервовій системі, а не на периферії. Дослідження опубліковано в журналі.
Крім температури, дотиків або болю, тілесна чутливість дозволяє відчувати і положення тіла в просторі, а також регулювати рухи. Таке сприйняття можливе завдяки проприорецепторам - нервовим закінченням, розташованим в суглобах, м'язах і сухожиллях. Ці рецептори реагують на механічне розтягнення: у відповідь на нього в рецепторній мембрані відкриваються канали, через них йде іонний струм, який і запускає передачу сигналу по ланцюгу нервових клітин.
Дослідники з Каролінського інституту в Швеції під керівництвом Лоренса Піктона (Laurence D. Picton) припустили, що у рибок існують проприорецептори, які фіксують вигин тіла - головний рух рибок, який необхідний для переміщення. Для цього вони зробили рибкам комп'ютерну мікротомографію і виявили над кожним міжхребцевим диском куполоподібне розширення спинного мозку. Такі ж знімки зробили і для вигнутих тварин, де було видно, що ці куполоподібні розширення деформуються разом з розбіжністю хребців в одній області і зближенням - в іншій. Всередині куполоподібних розширень виявили популяцію гальмівних гліцинергічних нейронів, які сегментарно повторювалися для кожного хребця.
Щоб дослідити нові нейрони, біологи просеквенували РНК окремих клітин (scRNA-seq) з цієї групи. Після сортування клітинних маркерів в отриманих послідовностях РНК вчені виділили шість кластерів клітин: два з них експресували маркери нейронів (гени везикулярного транспорту, синаптичних білків і транспортерів амінокислот), а решта чотири - маркери підтипів клітин глії (клітин-помічників нейронів). Два кластери нейронів розділили на латеральні нейрони спинного мозку і нейрони сірої речовини, які вже були описані раніше і не мали проприорецептивних властивостей.
Тоді біологи досліджували групу латеральних нейронів і виявили у них підвищену роботу генів механорецепторів - іонних каналів Piezo2, які реагують на механічні зміни (p < 0,0001). Таку реакцію перевірили у клітин з використанням мікроігли, яку точково вводили до клітин. Нова популяція нейронів дійсно активувалася у відповідь на механічні подразники, причому з високою чутливістю. Також клітини збуджувалися і при фізіологічних вигинах хребта (p < 0,05).
Морфологічний аналіз цих нейронів показав, що їхні відростки перетинають лінію симетрії рибок і йдуть до протилежної сторони, де утворюють тісний контакт з клітинами тієї ж популяції. Тоді біологи послідовно перевірили три типи нейронів, які беруть участь у передачі рухового сигналу до м'язів: моторні нейрони, нейрони-водії ритму і координуючі вставочні нейрони. З них на вигин хребта реагували (вимикалися) тільки нейрони-водії ритму, що дозволяє припустити роль нових проприорєцепторів не тільки в оцінці положення в просторі, але і в регуляції руху по механізму негативного зворотного зв'язку. Цікаво ще й те, що після видалення популяції нейронів спинного мозку під мікроскопом рибки даніо втратили здатність ритмічно згинатися і правильно пересуватися. Так орган проприорєцепції вперше виявили в центральній нервовій системі - спинному мозку, і показали його здатність регулювати пересування.
Рибок даніо використовують не тільки нейробіологи, а й генетики. Наприклад, нещодавно вони виявили у даніо-реріо нові регуляторні елементи в геномі. Ці нуклеотидні послідовності допомогли рибкам відновити плавники після пошкоджень.