FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Как клетки побеждают ишемию

Исследователи из МГУ уточнили механизмы, связанные с развитием ишемической болезни.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смерти во всем мире. При этом большинство смертей связаны с инсультами и ишемической болезнью сердца.

Группа исследователей из МГУ изучила ранний ответ клеток на ишемию — снижение кровоснабжения, приводящего к гибели клетки из-за недостатка кислорода и питательных веществ. Результаты опубликованы в научном журнале Genome Biology, импакт-фактор которого равен 10,5.

 

Авторы работы, старший научный сотрудник НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ Дмитрий Андреев и доктор химических наук, профессор Иван Шатский, рассказали о полученных результатах.

 

Исследование стало возможно благодаря развитию методов глубокого секвенирования (Next Generation sequencing) которое в произвело настоящий переворот в науках о жизни. В частности, учеными использовался метод рибосомного профайлинга. За синтез белка в клетке отвечают рибосомы — огромные макромолекулярные машины, способные считывать информацию, закодированную в матричных РНК, и по полученной инструкции синтезировать белки. В каждый момент времени в клетке тысячи рибосом синтезируют различные белки, причем именно те, которые необходимы клетке в данный момент. При изменении внешних условий, например при стрессовом воздействии на клетку, рибосомы способны быстро переключиться на другие матричные РНК и начать синтезировать белки, необходимые для адаптации клетки к стрессу. Благодаря рибосомному профайлингу можно получить “мгновенный снимок” всего белкового синтеза в клетке в заданный момент времени.

«Мы решили использовать данный метод для изучения изменений в экспрессии генов клеток млекопитающих при удалении кислорода и глюкозы», — рассказал Дмитрий Андреев, — «Данное воздействие является модельным для изучения ишемии — ведь при нарушении кровообращения клетки мгновенно лишаются и кислорода, и питательных веществ».

Длительное воздействие ишемии всегда приводит к необратимым повреждениям тканей в области поврежденного сосуда, и как следствие — к клеточной смерти. Однако в течение короткого времени после стресса клетки еще жизнеспособны, их еще можно спасти и избежать разрушительного воздействия ишемии. Именно поэтому понимание процессов, протекающих в клетке в первые часы, или даже минуты, после ишемии, может иметь очень важное фундаментальное и прикладное значение.

В ходе исследования ученые изучили ранний ответ на ишемию в течение первого часа после стресса. Оказалось, что уже через 20 минут после стресса начинаются значительные изменения в синтезе определенных белков, эти изменения в дальнейшем только нарастают. Больше всего изменений видно в синтезе белков, вовлеченных в дыхательную цепь митохондрий — по всей видимости, клетка пытается резко адаптироваться к новым условиям и переключиться на «альтернативные» источники энергии, чтобы избежать гибели.

Главной парадигмой регуляции дыхания в клетке является сигнальный путь транскрипционных факторов семейства HIF (Hypoxia Inducible Factor). Этот транскрипционный фактор активирует экспрессию ряда генов, отвечающих, например, за транспорт глюкозы, или за образование новых кровеносных сосудов. В нормальных условиях, когда кислорода в клетке достаточно, специальные ферменты пролил-гидроксилазы постоянно модифицируют регуляторную субьединицу HIF, отправляя ее на уничтожение — таким образом HIF остается выключенным. Как только уровень кислорода в клетке падает ниже порогового значения, пролил-гидроксилазы, которым для активности нужен кислород, выключаются, HIF стабилизируется и начинает работать.

Сигнальный путь HIF очень важен еще и потому, что его активность нужна для выживания множества раковых опухолей (многие опухолевые клетки из за дефектов в кровоснабжении сталкиваются с хронической нехваткой кислорода, и им для выживания приходится адаптироваться к условиям гипоксии). Поэтому HIF является очень перспективной мишенью для противораковой терапии. Чтобы оценить интерес научного сообщества к этому транскрипционному фактору, можно отметить тот факт, что с момента его открытия в 1995 году по данной тематике было выпущено более 12 тысяч научных публикаций (поиск по ключевому слову в базе данных PubMed).

Один из главных выводов работы состоит в том, что наблюдаемые изменения в процессах биосинтеза белка строго предшествуют ответу транскрипционных факторов HIF и не перекрываются с ним во времени. Более того, они могут напрямую влиять на сигнальный путь HIF. Так, один из наиболее ярких случаев — это усиление синтеза белка UBE2S, напрямую вовлеченного в процесс деградации HIF. Таким образом, в клетке существует более ранняя чем HIF система регуляции дыхания, про которую никто раньше не знал. До разработки метода рибосомного профайлинга просто не существовало подходов, которые могли бы достоверно детектировать такие ранние, предшествующие HIF, изменения в процессах биосинтеза белка.

«У нас есть множество планов, как развивать данную тематику, однако в данный момент мы не хотели бы ими делиться — в этой области исследований сейчас очень серьезная конкуренция, в том числе со стороны ученых из ведущих мировых исследовательских центров. Нужно отметить очень большой вклад всех членов коллектива в данную работу, мы надеемся на продолжение коллаборации с нашими коллегами», — резюмировал Дмитрий Андреев.

 

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Химики создали программу для безопасного хранения и утилизации реактивов

Американские ученые создали компьютерную программу для поиска безопасных и эффективных способов хранения и утилизации химических реактивов.

Гравитационная линза впервые помогла рентгеновским наблюдениям

Оптическое и рентгеновские изображения линзированной галактики
M. Bayliss  et al. / Nature Astronomy, 2019

Физики получили пластичное стекло

Ученые создали тонкие пленки из стеклообразного оксида алюминия, которые можно растягивать, сжимать и изгибать без появления трещин при комнатной температуре.

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Физики МГУ: «квантовый вампир» не боится теплового света

Лечить рак по-новому. Часть II

Продолжение рассказа о новинках против рака: как против болезни можно применять РНК и наночастицы. А в заключительной части речь пойдет об иммунотерапии.

Российские и американские ученые разработали алгоритм, который ускорит поиск новых антибиотиков

Ученые всего мира бьют тревогу: многие болезнетворные бактерии стали устойчивы к существующим антибиотикам, и, чтобы спастись от болезней, нужно создавать новые лекарства.

 

 

Магнитные жидкости

Берем магнит, черную жидкость, сближаем их… и получается симпатичный ежик. Речь идет об одном из первых, и весьма при этом любопытном достижении нанотехнологий – магнитной жидкости.

29 января в Париже состоится Церемония открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов

29 января в Париже состоится Церемония открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов