• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26.01.2021
Василий Парфенов
2 127

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 / Автор: Сергей Данилов

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 18:26
Татьяна

Исследуя глубоководные сообщества в районе Тихого океана, богатом железомарганцевыми конкрециями, ученые из Великобритании неожиданно обнаружили новый источник кислорода. Теперь они опасаются, что разработка этих месторождений может нарушить сложившиеся экосистемы.

Вчера, 16:20
Татьяна

Врачи давно знают, что во время каникул и праздников растет число пациентов с нарушениями работы сердца. Причина — в неумеренном пьянстве. Две группы ученых показали, как спиртное вызывает мерцательную аритмию, а также предупредили о рисках для женщин, принимающих гормональную заместительную терапию.

20 июля
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

Вчера, 18:26
Татьяна

Исследуя глубоководные сообщества в районе Тихого океана, богатом железомарганцевыми конкрециями, ученые из Великобритании неожиданно обнаружили новый источник кислорода. Теперь они опасаются, что разработка этих месторождений может нарушить сложившиеся экосистемы.

17 июля
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

20 июля
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
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