Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
В ИФХЭ РАН показали, что вирусный белок действует на клетки, подобно ПАВ
Ученые лаборатории биоэлектрохимии ИФХЭ РАН показали, что полипротеин Gag вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) при взаимодействии с липидной мембраной (моделью оболочки живой клетки) действует подобно поверхностно-активному веществу, уменьшая поверхностное натяжение мембраны. В результате вблизи области контакта полипротеина Gag с мембраной образуется дополнительный липидный материал, который необходим для формирования новой вирусной частицы в инфицированной клетке. Работа предлагает уникальный физико-химический подход к изучению вирусов и объясняет механизм, с помощью которого вирусные частицы могут формировать свою липидную оболочку при размножении внутри организма человека.
Полипротеин Gag — один из основных компонентов вируса иммунодефицита человека. Он отвечает за сборку вирусной частицы и ее отпочковывание с поверхности плазматической мембраны инфицированной клетки. В ходе этого процесса вирус приобретает свою собственную липидную оболочку как результат взаимодействия с участком плазматической мембраны и ее искривления под геометрию вируса. Вопрос о том, как именно полипротеин Gag добивается искривления мембраны, был предметом долгих споров.
В ИФХЭ РАН рассмотрели механизм действия полипротеина Gag с помощью разработанной ранее в лаборатории биоэлектрохимии системы липидных нанотрубок. Этот метод хорошо себя зарекомендовал как модельный инструмент для изучения свойств липидных мембран и взаимодействия с ними различных белков. Электрическое сопротивление просвета цилиндрической нанотрубки связано с ее радиусом. Измеряя электрический ток и рассчитывая из него значение сопротивления по закону Ома, можно оценить, как радиус нанотрубки изменяется при адсорбции на ней белка.
«Измеряя физическую величину – ток, мы можем делать выводы об изменении формы нанотрубки, — рассказал заведующий лабораторией биоэлектрохимии ИФХЭ РАН, доктор физико-математических наук Олег Батищев. – Если белок хочет поменять форму мембраны, подстраивая ее, например, по геометрию вирусной частицы, то мы можем зарегистрировать данный процесс по изменению сопротивления просвета нанотрубки».
Радиус липидной нанотрубки определяется модулем изгиба и поверхностным натяжением мембраны. Поверхностное натяжение можно рассматривать как энергию, которая необходима для увеличения площади поверхности мембраны. Это значит, что системе выгодно уменьшать поверхностное натяжение. Эксперименты показали, что адсорбция белка на мембране изменяет поверхностное натяжение, и эта величина связана со значением энергии связи мембрана – белок.
«В этом процессе поверхностное натяжение – доминирующий фактор, — отметила ключевой исполнитель исследования, младший научный сотрудник лаборатории биоэлектрохимии ИФХЭ РАН Зарет Дениева. – При адсорбции Gag мы наблюдали изменение фундаментальных физических свойств мембраны, о котором раньше не подозревали: поверхностное натяжение резко упало».
Снижение поверхностного натяжения способствует «размягчению» мембраны и увеличению ее площади в месте адсорбции белка; возникают искривленные участки, необходимые для формирования липидной оболочки вируса в процессе его репликации. Таким образом, возможно, обнаружен новый механизм, с помощью которого белки в составе вирусов регулируют физические свойства клеточных мембран.
Этот эффект напоминает образование пены, когда на клеточной мембране возникает множество пузырьков, внутри которых находится белок Gag. Известны и другие ретровирусы, вызывающие эффекты, визуально похожие на вспенивание мембраны. Возможно, наличие в составе вируса белков, подобных Gag и действующих как поверхностно-активное соединение, является общим свойством ретровирусов.
«В этой работе мы применили физические методы исследования для анализа репликационного поведения вириона, — подвел итог Олег Батищев. – Мы предлагаем новое, с позиции физической химии, объяснение механизма искривления клеточной мембраны, вызванного полипротеином Gag. Тем самым мы выстраиваем междисциплинарный мост между физико-химическими процессами, приводящими к изменению поверхностного натяжения мембраны, и структурой белка, традиционно изучаемой в молекулярной биологии». Работа поддержана Российским центром научной информации.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
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