0
2003
Газета Наука Печатная версия

09.10.2018 17:49:00

Почему организмы знают свой предел

Расшифрован механизм аномального роста размера клеток

Тэги: биология, медицина


биология, медицина 3D-печать костной ткани. Фото Physorg

Ученые всего мира напряженно работают над решением проблемы неуправляемого роста клеток, которые приобретают гигантские размеры. В основе этого процесса может лежать полиплоидия, или кратное увеличение хромосомных наборов. При этом нарушается организация цитоскелета, образованного переплетением белковых волокон. К сожалению, применение химиотерапии только увеличивает число таких клеток как минимум в три раза. Полиплоидия придает гигантским клеткам большую жесткость и в то же время увеличивает их миграционный потенциал.

Для борьбы с побочными эффектами лечения в Массачусетском технологическом институте (МИТ) использовали методы компьютерного анализа, что позволило резко снизить дозы четырех лекарств. Об этом ученые МИТ рассказали на конференции в Стэнфорде, посвященной применению машинного обучения в здравоохранении. А специалисты Еврейского университета в Иерусалиме создали новое лекарство, которое уменьшило объем перевитого процесса у мышей на 50%. Известно, что костный мозг является не только органом кроветворения, но и хранилищем стволовых клеток (HSC – Hemo Stem Cells). Новое лекарство из Иерусалима «бьет», подобно кассетной бомбе, сразу по нескольким протеиновым ферментам: энергоемкие фосфатные группы попадают на белки, включающие клеточное деление.

Вся крепость нашего скелета обеспечивается цементом (СРС, Calcium Phosphate Cement) на основе фосфата кальция, в матриксе которого пребывают костные клетки – остеобласты. Использовать это обстоятельство решили биоинженеры Технического университета в Дрездене, разработавшие биопринт кости. Они получили костную ткань с помощью 3D-печати. По ходу печати кости на 3D-принтере исследователи добавили также хондрогенез, или образование хрящевой ткани, без которой невозможно соединение костей в суставах (стволовые клетки хряща «переходят» в костные под действием гормона щитовидной железы). В качестве «заправки» для картриджа 3D-принтера ученые использовали клетчатку, получаемую из водорослей.

Один из парадоксов биологии – унифицированный размер клеток, который не увеличивается с ростом животного в ряду мышь–человек–слон–кит. Почему же тогда у гигантских обитателей африканских саванн, азиатских джунглей и океанских просторов не образуется гигантских полиплоидных клеток? Ответ довольно прост: дело в том, что природа в случае со слонами пошла по пути увеличения не хромосомных, а генных копий гена Lif – белкового фактора подавления лейкемии. У слона таких копий, как оказалось, восемь, а чрезмерную их активность сдерживает белок р53.

217-14-1_t.jpg
Гигантская клетка, слева вверху черта 10 микрон
показывает средний размер обычных клеток. Фото Physorg

Усилиями биоинформатиков из МГУ им. М.В. Ломоносова, Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта и протеинщиков из Института белка, работавших в сотрудничестве со специалистами Института детского здоровья в вашингтонском пригороде Бетезда, удалось раскрыть механизм повышенной активности генов, нарушения которых приводят к аутизму и… нежелательным разрастаниям. Известно, что для синтеза белков необходима информационная РНК (иРНК). Но прежде чем начнется этот синтез, молекула иРНК должна соединиться с рибосомой, для чего существуют как минимум три протеина – белковый фактор удлинения белковой цепи (elF), DENR (Density Regulated), регулируемый плотностью клеток, и МСТ (MonoCarboxylate Transporter), транспортирующий органические молекулы на конце аминокислот.

Есть и другие белки, которые необходимы для нормального функционирования рибосом, нарушение которого ведет к аномальному соединению нервных отростков (читай – аутизму) и несдерживаемым делению и росту клеток. Один из таких белков – Mdm, название которого требует долгого объяснения. Гораздо важнее то, что Mdm определенным способом блокирует действие все того же р53. Свою статью в журнале авторы совместной публикации завершают выводом: «…Эти результаты свидетельствуют о решающей роли указанных протеинов в ресайклинге рибосомальных субъединиц, а также в остановке и реинициации работы рибосом».

Пока трудно сказать, как полученная информация может помочь при «исправлении» аутизма, но белки могут стать мишенями для будущих лекарств и при разработке таргетных терапий.


Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.

Вам необходимо Войти или Зарегистрироваться

комментарии(0)


Вы можете оставить комментарии.


Комментарии отключены - материал старше 3 дней

Читайте также


Всем девочкам королевства куклы, а мальчикам лошадок!

Всем девочкам королевства куклы, а мальчикам лошадок!

Евгения Декина

0
112
Давно известные клетки мозга оказались эффективными помощниками иммунитета

Давно известные клетки мозга оказались эффективными помощниками иммунитета

Игорь Лалаянц

Клей для защиты мозга

0
472
Симптомы Альцгеймера можно прочитать во взгляде

Симптомы Альцгеймера можно прочитать во взгляде

Игорь Лалаянц

Офтальмологи насчитывают в глазу до 60 типов клеток и до десятка слоев сетчатки

0
485
Как защитить нейроны от бляшек Альцгеймера

Как защитить нейроны от бляшек Альцгеймера

Игорь Лалаянц

Гены работают, мозг развивается

0
476

Другие новости

Загрузка...