Разработан метод обратимого изменения циркадных ритмов человеческих клеток — Naked Science
6 минут
Василий Парфенов

Разработан метод обратимого изменения циркадных ритмов человеческих клеток

7.6

Так называемые биологические часы — сложный комплекс биохимических процессов как на уровне всего организма, так и на уровне отдельных клеток. Люди уже научились воздействовать на циркадные ритмы с помощью внешних воздействий или гормональных препаратов, теперь ученые сделали следующий шаг. Разработан способ регуляции суточных биоритмов при помощи манипуляций внутри человеческих клеток специальными белками, отвечающими за чувствительность к свету.

Разработан метод обратимой фотохимической манипуляции циркадным ритмом человеческих клеток
Реакция светочувствительных соединений на излучение разной длины волны в представлении художника / ©Issey Takahashi, Phys.org

Международный коллектив ученых из Нагойского (Япония) и Гронингенского (Нидерланды) университетов опубликовал результаты своих экспериментов в рецензируемом журнале Journal of the American Chemical Society (JACS). Исследователи изучали внутриклеточные механизмы, отвечающие за циркадные ритмы. В частности, они искали способы, которыми специальные светочувствительные белки — криптохромы CRY1 и CRY2 — взаимодействуют с другими полипептидами в человеческих клетках.

С помощью рентгеноструктурного анализа экспериментаторы внимательно следили за реакциями внутри клетки, в которых участвуют криптохромы. Им удалось локализовать два отвечающих за удлинение циркадного ритма соединения — TH303 и TH129. Их интересной особенностью является наличие в составе дифенилкетона (benzophenone), который, в свою очередь, соединен с цис-изомером азобензола (azobenzene). Последний в своей транс-форме может выполнять роль чувствительного к свету химического датчика.

Исследователи создали новое соединение — GO1323 — аналог TH129, в котором дифенилкетон заменен на азобензол. Полученная молекула переходила из одной формы в другую под действием света разной длины волны. Когда ее облучали ультрафиолетом, она превращалась в цис-изомер, а когда помещали под белый свет — в транс-изомер. Более того, компьютерное моделирование показало, что GO1323 взаимодействует с CRY1 также, как и TH129.

В результате получалось, что если в клетку ввести такое соединение, то под действием ультрафиолета ее циркадные ритмы увеличатся. А при облучении обычным белым светом — вернутся в норму. Оставалась только одна проблема: ультрафиолет оказывает, в целом, не слишком благоприятный эффект на живые клетки. Решение нашлось в соединении со сложным названием тетраортофторазобензин (tetraorthofluoroazobenzine). Его интегрировали вместо дифенилкетона в новый аналог TH129GO1423.

Получившаяся молекула показала свою высокую эффективность при внедрении в живую культуру человеческих клеток. Их циркадные ритмы легко изменялись при помощи зеленого света (удлинялись) и фиолетового (возвращались в норму). Таким образом получилось создать обратимый способ модификации биологических часов на клеточном уровне.

Важно отметить, что результаты данного исследования еще очень далеки от реальной медицинской практики. Но они чрезвычайно важны для понимания того, какие биохимические механизмы отвечают за внутриклеточные биологические часы. Это позволит в дальнейшем создать эффективные методы лечения расстройств сна, метаболического синдрома и даже некоторых видов рака.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 21:06
5 минут
Мария Кривоченко

Им удалось найти среду, где вырабатываются новые костные и иммунные клетки. Оказалось, для поддержания этой среды необходимо постоянное движение, например регулярные тренировки.

10 часов назад
6 минут
РНФ

Российские исследователи изучили регенеративные свойства эндометрия — слизистой оболочки, которая покрывает внутреннюю часть матки. Они нашли компонент, который не дает образовываться рубцовой ткани и сохраняет функциональность органов. В будущем это поможет в предотвращении рубцов и восстановлении функций и эластичности тканей.

Вчера, 20:10
8 минут
Мария Азарова

Американский ученый взялся понять, на чем основан стереотип об атеистах как аморальных людях, и узнать, чем их моральные ценности отличаются от таковых у верующих.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

23 февраля
4 минуты
Виктория Сафронова

Звук — шум от передвижения марсохода — записан одним из его микрофонов.

22 февраля
5 минут
Илья Ведмеденко

Новое видео демонстрирует использование новейшего российского разведывательно-ударного БПЛА «Орион» на территории Сирии. Ранее этот комплекс приняли на вооружение.

27 января
6 минут
Василий Парфенов

Интересным наблюдением поделились сотрудники Чернобыльского радиационно-экологического биосферного заповедника. Они уже более трех лет следят за жизнью стада одичавших коров, поведение которого сильно отличается от того, что можно наблюдать у домашних сельскохозяйственных животных.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: