• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28 марта
Василий Парфенов
10
43 490

Белки тихоходок радикально повысили выживаемость человеческих клеток в условиях стресса

6.7

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.

Белок тихоходок спас человеческие клетки
Сканирующая электронная микроскопия тихоходки (изображение раскрашено для наглядности) / © Steve Gschmeissner, Science Photo Library, Getty Images

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.

Белок тихоходок спас человеческие клетки
Слева (a): флуоресцентная микроскопия культуры человеческих клеток (HEK, линия получена из эмбриональных почек человека) до (unstressed) и во время (sorbitol) осмотического стресса; строки подписаны согласно белкам, которые в них экспрессируются — без CAHS D (просто mVenus), с CAHS D (mVenus:CAHS D) или его модернизированным версиям (mVenus:2X Linker и mVenus:FL_Proline); зеленый цвет показывает экспрессируемые белки, голубой — ДНК, фиолетовый — клеточную мембрану; масштабная линейка равна 10 микрометрам. Справа (b): график суммарной выживаемости культур HEK с разными IDP или вовсе без них (красный столбец) после окончания периода осмотического стресса. Справа (c): уменьшение объема клеток во время осмотического стресса с разными IDP или вовсе без них (красный столбец) / © https://doi.org/10.1002/pro.4941

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 18:00
Андрей

Индийские палеонтологи обнаружили 27 крупных позвонков древней змеи эпохи раннего эоцена, которую отнесли к новому виду. По оценкам исследователей, это самый крупный представитель семейства Madtsoiidae, чей рост мог достигать 15 метров. Ему дали имя в честь индийского божества.

Вчера, 13:05
Юлия Трепалина

Во время проживания в отелях туристы, как правило, расходуют ощутимо больше воды, чем у себя дома: из-за долгого плескания в душе разница может доходить до 250 литров в день. В новом исследовании ученые с помощью эксперимента показали, как побудить отдыхающих пользоваться водными ресурсами экономнее.

Позавчера, 11:00
НИУ ВШЭ

Северный Кавказ играл ключевую роль в древней колонизации Евразии и формировании ее культурного и генетического наследия, однако до сих пор не до конца изучена генетическая история носителей местных культур. Ученые впервые провели глубокое секвенирование древней ДНК представителей кобанской культуры, сформировавшейся в позднем бронзовом веке на Северном Кавказе, и сравнили ее с генетическими данными современных народов Кавказа. Результаты работы подтвердили роль носителей кобанской культуры как древнего генетического моста между бронзовым и железным веками на Северном Кавказе.

16 апреля
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу: тихоходки способны повышать уровень продуктов генов репарации ДНК до такой степени, что это позволяет сделать их одними из самых распространенных в своем геноме. Среди прочего это помогает им выдерживать экстремальную радиацию.

Позавчера, 11:00
НИУ ВШЭ

Северный Кавказ играл ключевую роль в древней колонизации Евразии и формировании ее культурного и генетического наследия, однако до сих пор не до конца изучена генетическая история носителей местных культур. Ученые впервые провели глубокое секвенирование древней ДНК представителей кобанской культуры, сформировавшейся в позднем бронзовом веке на Северном Кавказе, и сравнили ее с генетическими данными современных народов Кавказа. Результаты работы подтвердили роль носителей кобанской культуры как древнего генетического моста между бронзовым и железным веками на Северном Кавказе.

Позавчера, 11:48
Игорь Байдов

Во время лабораторного эксперимента канадские биологи проявили неосторожность, благодаря чему узнали, что шмели куда менее уязвимы к экстремальным погодным условиям и более выносливы, чем считалось ранее.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

21 марта
Дарья Г.

По спектральным данным от «Джеймса Уэбба» и результатам компьютерного моделирования атмосферы астрономы показали, что экзопланета LHS 1140 b — мир-океан. Причем по характеристикам это лучший на сегодня потенциально обитаемый мир, подходящий для пристального изучения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

10 Комментариев

Eсения Д
2 недели назад
-
0
+
А как насчёт теории Алоплантов и практики уже? По-моему в Перми уже давно решили этот вопрос...
Alexey
3 недели назад
-
1
+
Ну всё, скоро на валберисе будут бады из тихоходок продавать.
Павел Зеленихин
3 недели назад
-
0
+
В тексте полно ошибок. Как стилистических, так и смысловых. Гугл-перевод?
ROMA iCE
3 недели назад
-
-1
+
А к чему это всё, к модификации людей?
Noname Nonotoday
3 недели назад
-
-1
+
Американские ученые смогли успешно воспроизвести один из механизмов рекордной выживаемости тихоходок в культуре человеческих клеток* Они в нашей среде выживают. А американские учёные готовы попробовать порушить и смешать их пептиды с человеческими в кашу? Генная инженерия восстанавливает, а эти типо учёные готовы разрушать)))

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: