FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2019
176 городов
September – November 2019
312 cities
11-13 октября 2019
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

Исследование устойчивости грибов к лекарственным препаратам

Биологи из МГУ имени М.В.Ломоносова выяснили механизмы, из-за которых патогенные грибы приобретают устойчивость к лекарственным препаратам. Чтобы понять, как устроена система защиты грибов от токсинов, учёные использовали пекарские дрожжи с химерными светящимися белками, необходимыми для защиты. Учёные пытались обмануть защитные механизмы дрожжей, «спрятав» токсичное соединение в митохондриях. Обойти защиту клетки таким образом не удалось: дрожжи «чувствовали» даже адресованные в митохондрии вещества и активировали систему защиты как ни в чём не бывало. Исследование показало, что устойчивость дрожжей (и, возможно, патогенных грибов) к антимикотикам устроена сложнее, чем считалось прежде. Работа проходила в рамках направления «Микроорганизмы и грибы» проекта «Ноев ковчег» (при поддержке Российского научного фонда), её результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

Устойчивость патогенных микроорганизмов к лекарствам — серьёзная медицинская проблема. Наиболее известны «супербактерии», устойчивые к антибиотикам, но некоторые патогенные грибы тоже приобрели механизмы защиты от антигрибковых препаратов — антимикотиков. Один из таких механизмов — сверхактивация АВС-переносчиков. Такие белки-переносчики находятся в мембране клетки гриба и выбрасывают потенциально опасные вещества из цитоплазмы.

У грибов со множественной лекарственной устойчивостью, в том числе болезнетворных, АВС-переносчики выбрасывают из клетки разные виды антимикотиков, и эффективность лечения от грибковых инфекций существенно снижается. В 2016 году исследовательская группа НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ описала способ подавления множественной лекарственной устойчивости у грибов. Учёные «обманули» защитный механизм дрожжевых клеток с помощью относительно безвредных для микроорганизмов соединений – алкил-родаминов. Эти вещества, как и другие липофильные катионы (умеренно растворимые в воде положительно заряженные ионы), легко проникают через клеточные мембраны. Кроме того, алкил-родамины светятся при облучении и потому часто используются в исследованиях как флуоресцентные красители.

Алкил-родамины загружали бессмысленной работой АВС-переносчики: вместо того чтобы выбрасывать из клетки токсичные для гриба антимикотики, они откачивали красители. Химические свойства липофильных катионов таковы, что, выброшенные из клетки, они тут же возвращаются. В результате большая часть АВС-переносчиков в мембране была занята перекачиванием безвредных красителей, а противогрибковый препарат, добавленный одновременно с алкил-родаминами, накапливался в цитоплазме.

«Когда в клетке повышается концентрация чужеродных веществ, она запускает компенсаторный ответ — начинает производить больше АВС-переносчиков, чтобы быстрее выкачивать потенциально опасные соединения, — поясняет один из авторов работы, старший научный сотрудник НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ Дмитрий Кнорре. — Мы предполагали, что липофильные катионы не вызовут компенсаторного ответа. Дело в том, что благодаря своему положительному заряду они проникают в отрицательно заряженные органеллы клетки — митохондрии — и накапливаются там. То есть в цитоплазме клетки, обработанной липофильными катионами, не будет значительной концентрации этих веществ. А сенсорные системы грибов, как нам было известно, улавливают чужеродные соединения в цитоплазме. Наш расчёт состоял в том, что в митохондриях клетка не обнаружит посторонние вещества, и сверхактивации АВС-переносчиков не произойдёт».

Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи добавили к культуре пекарских дрожжей один из липофильных катионов додецилтрифенилфосфоний (С12ТРР). Обычные дрожжи, которые используются в кулинарии, часто служат модельным объектом для изучения молекулярных механизмов грибов. Для удобства исследования учёные создали химерный белок: одна его часть оставалась такой же, как основной АВС-переносчик у грибов, а вторая представляла собой зелёный флуоресцентный белок. Под облучением такое соединение интенсивно светится, и за его накоплением в клетках можно наблюдать в флуоресцентный микроскоп. Остальные свойства химерного белка не изменились, и в клетке он выполнял функцию АВС-переносчика.

Результаты исследования показали, что взаимодействие с липофильными катионами всё же заставляет клетки дрожжей запускать компенсаторный ответ. В присутствии липофильных катионов дрожжи производили и накапливали заметно больше АВС-переносчиков, чем в обычных условиях. Другие методы также показали увеличение лекарственной резистентности под действием липофильных катионов. Пока неизвестен механизм, который позволяет клетке обнаружить чужеродные соединения в митохондриях. Вероятно, одновременно в ней работает несколько взаимодополняющих систем, реагирующих на потенциально опасные вещества. Реальные принципы их работы ещё предстоит изучить. Авторы планируют проводить будущие исследования как на культуре пекарских дрожжей, так и на патогенных видах грибов.

В работе над исследованием участвовали научные сотрудники факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ, НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского и Института молекулярной медицины ПМГМУ имени И.М. Сеченова.

 

Фото: Клетки дрожжей, нарабатывающие химерный белок Pdr5-GFP, под флуоресцентным микроскопом. Часть белка Pdr5 соответствует главному АВС-переносчику дрожжей, GFP — это зелёный флуоресцентный белок, обеспечивающий свечение. Видно, что в клетках, обработанных ли

Добавьте свой комментарий

Plain text

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

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Грунтомёт, шумомер и молекулы от депресии

Какие разработки молодых учёных вдохновили журналистов «КШ» на Форуме в Нижнем Новгороде 

Химики МГУ запатентовали метод получения топлива из грибов

Физики исследовали свойства сплавов Гейслера

Международная группа исследователей при участии ученых из МГУ имени М.В.Ломоносова проанализировала свойства сплавов Гейслера.

Томские ученые вновь провели эксперименты на площадке аэропорта Толмачево

Астроном МГУ связал между собой уравнения из разных разделов механики

Сотрудник Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга МГУ имени М.В.Ломоносова обнаружил схожую структуру в уравнениях механики твердого тела и ме