В МФТИ показали, что ферритин играет ключевую роль для биотехнологических и фармацевтических приложений
Ферритин — жизненно важный белковый комплекс, отвечающий за окисление и хранение железа. Он играет значимую роль в различных метаболических процессах, например при воспалении, реакции на стресс и развитии онкологических и нейродегенеративных заболеваний. Ученые МФТИ описали роль ферритина в заболеваниях, клеточную регуляцию железа, его структурные особенности и роль в биотехнологии и показали, что молекулярные механизмы самосборки ферритина можно назвать ключевыми для ряда биотехнологических и фармацевтических приложений.
Результаты исследования опубликованы в International Journal of Biological Macromolecules. В течение последнего десятилетия ферритин не только рассматривается как маркер заболеваний, но и активно применяется в медицине при производстве рекомбинантных вакцин и противораковых лекарств. В 2013 году была разработана первая самособирающаяся вакцина против гриппа на его основе, показавшая высокую эффективность. Краеугольным камнем исследований ферритина являются молекулярные механизмы его самосборки. Глубокое понимание этих механизмов позволит создать ряд инструментов для эффективного производства самособирающихся белковых комплексов с желаемыми свойствами.
Ферритин имеет сферическую форму и обычно состоит из 24 похожих субъединиц, каждая из которых имеет активный центр. Эти субъединицы спонтанно собираются в шар с полостью для хранения железа. Впервые ферритин был выделен из селезенки лошади в 1937 году Виктором Лауфбергером. Исследователи показали, что он состоит из белковой оболочки, называемой «апоферритином», и неорганического минерального ядра, включающего до 4000 атомов железа. Железо является важным микроэлементом, так как его включение необходимо для правильного функционирования глобинов (гемсодержащих белков), в частности, гемоглобина, основного переносчика кислорода у человека.
«Ферритин до сих пор имеет большой потенциал в своем практическом применении. Представьте, 24 субъединицы собираются в виде шара, и этот процесс до конца не изучен, а значит, нас, как ученых, интересуют законы, управляющие этим явлением, и способы на них повлиять, — рассказывает об исследовании Всеволод Сударев, студент магистратуры Физтех-школы ЛФИ, сотрудник Центра молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ. — Сами субъединицы довольно гибкие, неправильной формы и с разных углов выглядят по-разному. Таким образом, наш шарик не совсем симметричный».
Отдельные субъединицы объединяются в пары, а затем уже пары формируют соединения из трех или четырех штук, соответственно, возникают комплексы либо из шести, либо из восьми субъединиц. Для формирования полноценной сферы достаточно объединить четыре гексамера (комплекса из шести субъединиц).
«На первый взгляд, можно объединить и три октамера (комплекса из восьми субъединиц), но в природе не все так просто: октамеры, по-видимому, никогда не собираются в полный шарик. Таким образом, формирование ферритина зависит от окружения, а также от того, в какой среде этот белок растет и какие промежуточные комплексы собираются сначала», — добавляет Всеволод Сударев.
Полая сферическая структура ферритина позволяет использовать его как носитель для белковых вакцин, в частности, против новой коронавирусной инфекции. В месте «склеивания» субъединиц образуется полый канал, состоящий из трех или четырех субъединиц. К каждой субъединице можно прикрепить вирусный белок, и это не помешает образованию шарика ферритина. При этом на месте каналов из ферритина будут торчать полноценные вирусные шипы.
«На вирусные белки вырабатывается иммунитет, а сам ферритин усиливает иммунный ответ, и это более эффективно, чем обыкновенные рекомбинантные вакцины, когда используются просто вирусные белки, не прикрепленные к носителю. Также полый белок можно использовать для доставки лекарств или уничтожения раковой опухоли, — поясняет Алексей Власов, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной клеточной биологии и оптогенетики МФТИ.
— Но в любом из этих способов биотехнологи не могут гарантировать полноценной сборки апоферритина, особенно с большими модификациями его субъединиц. Таким образом, наша ближайшая цель — как можно более подробно изучить процесс самосборки и научиться его контролировать». Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования России.
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Переход к оседлой жизни и выращиванию кукурузы на юге Анд оказался историей затяжного кризиса. Международная группа ученых выяснила, как местные сообщества и группы мигрантов сообща пытались пережить последствия этой трансформации.
Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
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.
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.
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