Белки тихоходок радикально повысили выживаемость человеческих клеток в условиях стресса
Микроскопические животные тихоходки, известные как водяные медведи, славятся своей стойкостью к самым экстремальным условиям окружающей среды: их не могут гарантированно убить даже 10 дней в открытом космосе. Американские ученые смогли успешно воспроизвести один из механизмов рекордной выживаемости тихоходок в культуре человеческих клеток.
Водяные медведи в активном состоянии выдерживают огромные перепады температур, давления и влажности. Поистине непобедимыми они становятся, когда переходят в состояние стазиса — их организм теряет до 99 процентов влаги, а метаболизм замедляется фактически до полной остановки. После восстановления благоприятных условий тихоходки оживают и продолжают существовать как ни в чем не бывало. Среди нескольких разнообразных свойств этих микроскопических животных исследователи обратили внимание на одно, позволяющее клеткам водяных медведей переживать практически полное осушение.
Дело в том, что цитоплазма клеток тихоходок содержит большие количества определенных внутренне неупорядоченных белков (IDP). Такие полипептиды частично или полностью лишены постоянной трехмерной структуры, то есть они выглядят как хаотично расположенные в пространстве нити. Прочие классы протеинов имеют четко оформленную трехмерную структуру (они свернуты), от которой зависят их биологические свойства. Известны разные биологические роли IDP — например, сигнальные или регуляторные, однако их исследования приносят постоянные сюрпризы.
Внутренне неупорядоченный белок CAHS D в клетках водяных медведей образует нитевидные структуры, похожие на паутину, из-за которых цитоплазма превращается в гель. Происходит это только при снижении концентрации CAHS D в растворе ниже определенного порога. Пока концентрация выше, цитоплазма остается жидкой, и этот полипептид, судя по всему, никак не участвует в метаболизме клетки. В марте 2023 года ученые из Вайомингского университета (UW, США) показали, что CAHS D способен здорово повысить сохранность биологического материала (препаратов, вакцин, стволовых клеток, крови) при высушивании — это упрощает их хранение и транспортировку.
Теперь та же команда смогла, во-первых, детально изучить процесс работы CAHS D непосредственно в живых клетках, а во-вторых, проверить его эффективность на культуре человеческих клеток. В подготовке исследования участвовали ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета (WUSM, США), а также Болонского (Италия), Амстердамского (Нидерланды) и Калифорнийского (UC Merced, США) университетов. Подробнее о методике экспериментов, всех их деталях и расширенных выводах можно прочитать в научной работе, которая опубликована в рецензируемом журнале Protein Science. Текст находится в открытом доступе.
Человеческие клетки, экспрессировавшие белок CAHS D, пережили осмотический стресс на протяжении 24 часов почти вдвое лучше лишенных этого IDP. Из них удалось оживить около половины, тогда как в контрольной группе погибли приблизительно 75 процентов.
Что интересно, в эксперименте изучались еще две культуры — с модифицированным внутренне неупорядоченным белком тихоходок. Одна получила его версию, которая полностью лишена возможности формировать гель в цитоплазме, вторая просто делала это хуже. Обе эти культуры тоже показали способность переживать осмотический стресс лучше, чем человеческие клетки без CAHS D. Следовательно, защитные функции изучаемого пептида не ограничиваются его свойством «желатинизировать» внутренности клетки.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии