Разработан метод обратимого изменения циркадных ритмов человеческих клеток — Naked Science
26 января
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, 19:40
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

Вчера, 13:03
Алиса Гаджиева

Иранские ученые расшифровали тексты с глиняных табличек времен правления Дария I.

Позавчера, 20:44
Мария Азарова

Ученые посадили мышей, больных раком, на диету с разным содержанием хлорида натрия, а затем проверяли различия в росте опухоли. Как выяснилось, у грызунов, потреблявших больше соли, наблюдалось увеличение количества бифидобактерий и иммунных клеток, атакующих новообразование.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

15 сентября
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Хуачжунского университета науки и технологии (КНР) создали уникальную технологию, которая позволит предприятиям производить промышленные изделия без дефектов. Лазерная сварка в вакууме позволит повысить качество ответственных конструкций в аэрокосмической и машиностроительной отраслях. Российские и зарубежные ученые реализовали разработку благодаря уникальному проекту международных исследовательских групп (МИГов), который действует в Пермском крае с 2011 года и не имеет аналогов в России.

19 сентября
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: