Новый светящийся биосенсор поможет следить за воспалительными процессами в тканях
Российские ученые совместно с зарубежными коллегами разработали новую технологию, позволяющую исследовать в живых клетках динамику гипогалогенных кислот — высоко реакционноспособных соединений, которые производят некоторые иммунные клетки нашего организма. Изобретение представляет собой генетически кодируемый сенсор, одна часть которого взаимодействует с целевой молекулой, а другая флуоресцирует. Инструмент позволит получать новые сведения о защитных механизмах иммунной системы, а также о динамике патологических процессов, связанных с развитием острого или хронического воспаления.
Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы на страницах журнала Nature Communications. Воспаление — нормальный биологический процесс, который запускает наша иммунная система в ответ на попадание в организм патогенов или повреждение тканей. Некоторые специализированные клетки, прежде всего нейтрофилы и тканевые макрофаги, составляют первую линию обороны организма, и именно они способны поглощать и обезвреживать чужеродные агенты, а также продукты распада собственных поврежденных тканей — для этого они вырабатывают высоко реакционноспособные соединения.
«Поразительно, что клетки нашего организма могут производить даже такое агрессивное соединение, как гипохлорит анион, в быту это вещество мы называем хлоркой. Помимо активных форм хлора в организме вырабатываются и другие соединения со схожими химическими свойствами, которые можно объединить в общую группу гипогалогенных кислот и их производных», — рассказывает Дмитрий Билан, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат биологических наук, руководитель группы метаболических основ патологии ИБХ РАН.
Такие соединения производят клетки иммунной системы в борьбе с бактериальной инфекцией и различными паразитами. Кроме того, фермент, образующий гипогалогенные кислоты, содержится у нас во рту, дыхательных путях, слезах и даже грудном молоке. В норме эти соединения выполняют защитную функцию. Однако в результате нарушения регуляционных механизмов иммунные клетки могут стать причиной неконтролируемого развития гипогалогенного стресса, из-за которого происходит повреждение тканей и нарушение работы органов.
Сотрудники Института биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН (Москва) совместно с коллегами из других российских и зарубежных институтов разработали технологию, позволяющую отслеживать динамику гипогалогенных кислот и их производных в клетках и тканях. Для этого ученые создали белковую молекулу, состоящую из двух функциональных частей: сенсорной, специфично взаимодействующей с гипогалогенными кислотами, и флуоресцентной. Таким образом, свечение биосенсора, который исследователи назвали Hypocrates, изменяется в ответ на колебания концентрации гипогалогенных кислот в исследуемой системе.
Поскольку такой биосенсор кодируется геном, он может быть доставлен практически в любые типы клеток различных экспериментальных объектов. Авторы впервые показали динамику одновременно активных форм кислорода и хлора в воспаленных тканях рыб Danio rerio — популярного организма в современных исследованиях.
С помощью нового инструмента Hypocrates ученым также удалось визуализировать в режиме реального времени динамику гипогалогенного стресса в бактериях, которые были захвачены нейтрофилами человека. В настоящий момент ученые заявляют, что новый инструмент полностью охарактеризован, протестирован в живых системах и готов для применения в медико-биологических исследованиях.
«Большинство патологических процессов сопровождается развитием воспалительных реакций. Поэтому создание новых инструментов для исследований в этой области имеет важное значение не только для понимания механизмов в основе того или иного заболевания, но и для разработок терапии лечения. Кроме того, наш инструмент интересен для поиска новых физиологических функций гипогалогенных кислот и их производных», — подводит итог Дмитрий Билан.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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