Тритоны помогли ученым в производстве белков для исследований
Невозможность получить большое количество мембранных белков — узкое место для их изучения. Ученые Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ впервые применили альтернативную систему искусственной наработки белков LEXSY из клеток паразита тритона для производства рецепторов, сопряженных с G-белком. Она позволила получить в три раза больше тестового белка, чем стандартно используемые для этого системы.
Работа опубликована в Journal of Molecular Biology (JMB). Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. Рецепторы, сопряженные с G-белком (GPCR), образуют самое большое суперсемейство мембранных белков в геноме человека (более 800). Эти крошечные молекулярные «машины», встроенные в стенки клеток, осуществляют взаимодействие между внутренней частью клетки и внешней средой. Неудивительно, что они имеют решающее значение при разработке лекарств.
Но чтобы более точно нацелить молекулу лекарства на свою мишень, необходимо знать атомную структуру рецептора. На сегодняшний день они определены лишь у 20 процентов этих белков. Для проведения экспериментов требуется большое количество биоматериала. Человеческие белки невозможно выделять из людей, их выращивают в искусственных системах. Чаще всего для создания систем по выращиванию GPCR ученые используют яйцеклетки мотылька — кукурузной лиственной совки.
В них помещают человеческую ДНК, используя вирус, атакующий насекомых, который и производит нужный для исследований белок. Этот процесс называется рекомбинантной экспрессией. Произведенный белок выделяют из клетки и очищают от примесей. Только после этого различными методами можно изучать его атомную структуру или биофизические свойства.
Александра Лугинина, старший научный сотрудник лаборатории структурной биологии рецепторов, сопряженных с G-белком, МФТИ, поясняет: «Трансмембранные белки в принципе довольно сложно наработать в искусственных системах. Для структурных исследований нужны большие количества качественного белка. Но некоторые белки ни в какую не получаются. Мы искали условия, в которых можно было бы получить подобные белки».
Ученые Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ решили взять паразитов тритонов Leishmania tarentolae и применить их для экспрессии GPCR (LEXSY — Leishmania Expression System). Биофизики для апробации системы LEXSY наработали с ее помощью аденозиновый рецептор человека (A2AAR) — модельный и хорошо изученный представитель семейства. Полученный белок сравнили с тем же рецептором, продуцируемым в клетках насекомых. Он показал сходную чистоту, стабильность и структурную динамику. Но в клетках LEXSY его получилось заметно больше, что сильно порадовало ученых!
На литр культуры клеток LEXSY дали 3,6 миллиграмма, а клетки Sf9 (Spodoptera frugiperda, клетки кукурузной лиственной совки) — один миллиграмм / © Journal of Molecular Biology (JMВ)
Валентин Борщевский, заместитель директора Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, комментирует: «В целом, наши результаты показывают, что LEXSY является перспективной платформой для крупномасштабного производства GPCR и других трансмембранных белков для структурных исследований».
Система экспрессии LEXSY показала многообещающий результат. Она способна продуцировать функциональные и стабильные мембранные белки, аналогичные тем, которые получают в более традиционных системах, таких как клетки насекомых или млекопитающих. Ее способность экспрессировать рецепторы, сопряженные с G-белком, с высоким выходом может добавить удобный и эффективный инструмент в арсенал экспериментаторов и оказать решающее влияние на дальнейшие структурные и функциональные исследования. Кроме того, система экспрессии LEXSY является быстрой и экономичной альтернативой более устоявшимся методам экспрессии. Команда ученых из МФТИ верит, что LEXSY позволит пополнить копилку пространственных структур GPCR, что в конечном итоге приведет к упрощению поиска лекарств и терапевтических разработок.
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.
Физтехи предложили аналитический способ описания передачи энергии от ультракороткого лазерного импульса к квантовому осциллятору, находящемуся в тепловом равновесии. Эта модель показывает, как сверхкороткие вспышки света возбуждают микроскопические системы — молекулы, кристаллы, плазмоны, фотоны и электронные центры в веществе. Это важно для разработки методов сверхбыстрого управления веществом, генерации терагерцового излучения и подбора оптимальных параметров лазерных импульсов для возбуждения заданных состояний материала.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
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.
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.
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.
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.
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