Биофизики расшифровали подлинную структуру родопсина KR2 — Naked Science
5 минут
ФизТех

Биофизики расшифровали подлинную структуру родопсина KR2

4.1

Международная группа исследователей впервые в мире раскрыла и изучила структуру белка-родопсина KR2 в физиологических условиях. Это сулит новый прорыв в одной из самых актуальных биомедицинских дисциплин — оптогенетике — и таких ее практических применениях, как лечение неврологических заболеваний.

Биофизики расшифровали подлинную структуру родопсина KR2 / ©www.fullhdoboi.ru

Работа ученых опубликована в одном из самых престижных научных журналов — Science Advances, издании Американской ассоциации содействия развитию науки.

Оптогенетика — новейшая биофизическая и биомедицинская дисциплина, изучающая возможности и практики управления нервными и мышечными клетками живого организма при помощи направленного воздействия световым излучением.

Обнаруженный несколько лет назад белок-родопсин KR2 принадлежит к группе светочувствительных белков, которые как раз и использует оптогенетика. Под воздействием света они позволяют заряженным частицам — ионам — проникать в клетку или выходить из нее.

Внедряя подобные белки в нейронную мембрану, ученые получают возможность направленными световыми импульсами управлять активностью нервных клеток.

Но волна исследований, порожденная открытием KR2, столкнулась и с некоторыми весьма загадочными свойствами этого родопсина.

Белок-родпсин KR2, внедренный в клеточную мембрану (изображена на рисунке в виде голубых дисков), пропускает либо блокирует ионы натрия в зависимости от воздействия света / ©Kirill Kovalev et al. / Science Advances
Белок-родпсин KR2, внедренный в клеточную мембрану (изображена на рисунке в виде голубых дисков), пропускает либо блокирует ионы натрия в зависимости от воздействия света / ©Kirill Kovalev et al. / Science Advances

В частности, оказалось, что несколько групп исследователей в ходе своей работы обнаружили и описали в общей сложности целых пять отличающихся друг от друга структур многообещающего белка.

«И встал драматический вопрос: а какую же из этих структур считать правильной?» — рассказывает один из главных авторов работы, аспирант МФТИ Кирилл Ковалев.

И вот теперь выяснились причины пугающего многообразия структур нового белка. Оно оказалась порождено тем, что разные группы исследователей изучали KR2 в не полностью одинаковых условиях. Между тем белок синтезируется организмом бактерии, обитающей в океане при очень специальных параметрах окружающей среды, и только при них он обладает своими уникальными свойствами.

«Мы впервые смоделировали так называемые физиологические условия существования и работы KR2 и в результате описали именно ту структуру нового белка, которая возникает при надлежащих свойствах окружающей среды», — поясняет Валентин Горделий, руководитель Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний в МФТИ и Институте структурной биологии в Гренобле.

Специалисты считают, что знание подлинной структуры революционного для оптогенетики родопсина в физиологических условиях открывает грандиозные возможности для изучения работы нервной системы живых организмов, моделирования новых инструментов оптогенетики и их применения в медицинской практике.

Помимо сотрудников Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, в работе принимали участие ученые из Института структурной биологии Гренобльского университета и Европейского ускорительного комплекса в Гренобле (Франция), Юлихского исследовательского центра, Аахенского университета и Института Макса Планка (Германия).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Вчера, 11:18
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России началось серийное производство нового автомата АДС. Его можно применять на суше и при проведении подводных операций.

Вчера, 12:37
3 минуты
Ольга Иванова

Ученые обнаружили, вероятно, самое древнее свидетельство нападения акулы на человека.

Вчера, 11:18
5 минут
Сергей Васильев

Ученые впервые напрямую исследовали работу магниточувствительных белков птиц, показав, что на внешнее поле они реагируют благодаря спиновым эффектам из квантовой механики.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

21 июня
9 минут
Мария Азарова

Китайские ученые воспроизвели модель мужской беременности млекопитающих на лабораторных крысах: результаты оказались успешными лишь отчасти, но все равно показали, что в таких случаях эмбрионы могут развиваться нормально. Мировое сообщество восприняло эксперимент с ужасом.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

[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: