6
Календарь конференций
  • 18 – 21 сентября

    I Всероссийская конференция преподавателей кристаллографии

  • 25 октября

    Шестая ежегодная научная конференция консорциума журналов экономического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова

  • 25 – 26 октября

    Научно-практическая конференция студентов, магистрантов и аспирантов III Молодежные Губеровские чтения "Юго-Восточная Азия: историческое развитие и социально-политическая трансформация"

  • 13 – 15 ноября

    Международная научная конференция «Добро и зло на Востоке: этика, политика, экономика»

  • 22 – 24 ноября

    Ежегодная Всероссийская научная конференция с международным участием «Наука в вузовском музее»

  • 23 – 25 ноября

    Международная научно-практическая конференция "Государство и право России в современном мире"

  • 23 – 25 ноября

    V Национальный конгресс по регенеративной медицине

Все конференции
06/05/15

Как клетки побеждают голод и удушье

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.

Исследователи из МГУ в составе международной группы ученых изучили 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, сообщается в пресс-релизе вуза, поступившем в редакцию.

Развивающиеся клетки мозга крысы (красный цвет) в окружении кислород-чувствительных фосфоресцентных наночастиц (синий и зеленый цвета). Градации между синим и зеленым цветами сообщают о концентрации кислорода в культуре клеток мозга в реальном времени. Изображение предоставлено лабораторией Д. Папковского

Исследование стало возможно благодаря развитию методов глубокого секвенирования (Next Generation sequencing) которое в произвело настоящий переворот в области life science. В частности, учеными использовался метод рибосомного профайлинга. Благодаря этому методу можно узнать какие РНК задействованы в клетке в данный момент времени, и соответственно получить “мгновенный снимок” всего белкового синтеза, происходящего в ней.

«Мы решили использовать данный метод для изучения изменений в экспрессии генов клеток млекопитающих при удалении кислорода и глюкозы», – рассказывает с.н.с НИИФХБ имени А.Н. Белозерского МГУ 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.

Одним из результатов ишемии клеток может стать некроз тканей и гангрена

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.

Важнейшим фактором регуляции дыхания в клетке является сигнальный путь транскрипционных факторов семейства HIF (Hypoxia Inducible Factor). По нему активируется экспрессия ряда генов, отвечающих, например, за транспорт глюкозы, или за образование новых кровеносных сосудов. В нормальных условиях, когда кислорода в клетке достаточно, регуляторная субьединица HIF постоянно модифицируется и уничтожается, – таким образом HIF остается выключенным. Как только уровень кислорода в клетке падает ниже порогового значения, этот процесс выключается, 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.

Наука и технологии России — STRF.ru

http://strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=96634#.VcRr2fktMWk