КЛЕТОЧНЫЕ ПАТОЛОГИИ, СВЯЗАННЫЕ С АКТИВНОСТЬЮ ШАПЕРОНОВ ВО ВНЕЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКИХ КОМПАРТМЕНТАХ > Научные обзоры
IT-Reviews    

КЛЕТОЧНЫЕ ПАТОЛОГИИ, СВЯЗАННЫЕ С АКТИВНОСТЬЮ ШАПЕРОНОВ ВО ВНЕЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКИХ КОМПАРТМЕНТАХ

Источник:
Смирнова М.С. Осипенкова О.В. Шибаева А.В. Белякова А.В. Кузнецова Т.В. Казеева Т.Н. Вагин К.Н. Волкова Т.О. Гилязова З.Р. Белоусова Ж.В. Валиуллин Л.Ф. Валеева А.Р. Сафина Р.А. Гусева М.А. Елагина Е.М. Статья в формате PDF 209 KB

Особое значение в современной медицине имеет изучение патологии на уровне клеток. При различных видах патологий (аутоиммунные и инфекционные заболевания, ишемическая болезнь сердца, интоксикации и др.) разнообразные сигнальные каскады могут индуцировать активацию свободнорадикального окисления в биологических мембранах, цитоплазматических и внецитоплазматических компартментах клетки. В зависимости от разнообразных причин активация свободных радикалов может вызывать как позитивный, так и негативный результат течения болезни. В промежутке между повреждением клеток и развитием патологии развивается стрессовая дезадаптация как универсальный механизм формирования специфической защитной реакции организма.

Абиотические стрессы, такие как чрезмерно интенсивный свет, резкое изменение рН, дефицит воды, засоление, экстремальные температуры являются неизменными спутниками роста и развития клеток любого организма. В ответ на стресс возникают различные ответные реакции, одним наиболее типичных среди которых является индукция синтеза белков-шаперонов. Эти белки связываются с денатурированными и агрегированными полипептидами, вызывая их ускоренную деградацию, или же помогая им возвратиться в нативную конформацию. Однако, существуют и другие классы белков, участвующих в реабилитации поврежденной клетки. Роль нешапероных белков-«спасателей» показана во многих экспериментах, в частности факторов запуска и защиты от окислительного стресса.

Вопрос о соотношении роли шаперонового и нешаперонового ответа на стрессы и судьбы этого соотношения для индивидуальной клетки до настоящего времени остается невыясненным. Кроме того, в ряде работ показано, что многие защитные белки локализованы в клетке в виде фокусов, ассоциированных с различными компартментами. Таким образом, можно подозревать существование нескольких субпопуляций одного и того же защитного фактора в пределах одной клетки. Эти субпопуляции могут иметь различное назначение, что существенно осложняет вопрос об их взаимодействии с другими клеточными механизмами.

В настоящее время основным объектом для изучения адаптации к стрессам остаются клетки животных, что обусловлено важным медицинским значением этой проблемы (прежде всего, актуальностью борьбы с последствиями ишемической болезни сердца). Однако, интенсивность стрессовых воздействий среды на другие организмы даже неизмеримо выше, чем на клетки человека и высших позвоночных, в норме находящихся в организме в условиях гомеостаза и, соответственно, степень их адаптивности к таким воздействиям пропорционально увеличена. Кроме того, с использованием широкого спектра модельных организмов, находящихся на разных ступенях эволюции, таких как (свободно живущие микроорганизмы и растения) выявление молекулярных основ патологии клеток зачастую приобретает более распространенный характер. Так, полностью секвенированные геномы модельных объектов этих видов организмов позволяют проводить уникальные исследования стрессовых адаптаций клеток во внецитоплазматических компартментах in vitro и in vivo, что может быть использовано для разработки новых методов защиты клеток животных и человека от патологий.

Главное направление исследования было основано на оптимизации интегративной системы анализа белков и экспрессии генов белков стресса с помощью ПЦР в реальном времени и создании на основе маркеров трансформационных форм со свойствами повышенной устойчивости к изменению состояния окружающей среды. Исследование проводили на нескольких таксономически неродственных друг другу объектах, поскольку явление стресса, требуя стремительной реакции со стороны организма, запускает в организме ряд быстрых и, нередко, разнонаправленных процессов. На первом этапе реализации проекта были разработаны лабораторные модели абиотического стресса, выполненные впервые на клетках дикого типа и мутантов ячменя и Arabidopsis thaliana L. (высшие растения) и Yarrowia lipolytica (диморфные экстремофильные дрожжи). Так, в результате сопоставления результатов оценки уровня синтеза массовых стрессовых белков в растении дикого типа и мутантах в условиях светового стресса при воздействии гербицида и без него удалось построить модель передачи сигнала, запускающего синтез массовых защитных белков стресса. На втором этапе, были разработаны методы неспецифической визуализации ответа на стресс в растительных и дрожжевых клетках на основе анализа протеома методом двумерного электрофореза и идентификации стресс-индуцируемых белков современным методом анализа протеома высокого разрешения - MALDI-TOF. На третьем этапе проекта были разработаны методы специфической визуализации ответа на стресс в клетках с стресс-патологиями с помощью ВЭЖХ. На четвертом этапе, количественная характеристика стрессового ответа у растений и дрожжей на уровне белков стресса позволила изучить механизм регуляции экспрессии генов стрессовых белков сигнальными системами клетки при различных абиотических стрессах и создать новые методы защиты клеток от стрессовых патологий в условиях образования токсичных радикалов на биотехнологическом уровне. На пятом этапе проекта, получение ДНК-конструкций, содержащих гены стресс-индуцибельных белков растений и грибов, является непосредственной предпосылкой к биотехнологическому получению устойчивых к патологиям клеток.

Резюмируя вышеизложенное, следует заключить, что настоящее исследование способствовало изучению клеточных патологий, связанных с активностью шаперонов в внецитоплазматических компартментах. Полученные данные расширяют и углубляют представления о механизмах устойчивости клеток к абиотическим стрессам, способствуя созданию резистентных форм к неблагоприятным факторам окружающей среды генотипов и генетической элиты популяции клеток. Независимо от специфики воздействия инициирующих факторов стресса в динамике развития патологии могут присоединяться неспецифические механизмы. Таким образом, становится очевидным, что окислительный стресс является типовым процессом дезинтеграции клеток при различных формах патологии. Учитывая высокую чувствительность к стрессам клеток большинства существующих организмов, возникает необходимость создания адаптогенов для их защиты в экстремальных условиях. Результаты нашей работы позволяют найти подходы к решению этой проблемы.

Настоящая работа выполнена при поддержке Государственных контрактов № 14.740.11.0184, №П807, №П1253, №П1263, № 16.740.11.0027, №14.740.11.0123, № 14.740.11.0122; проектов в рамках мероприятия 1.2.2 шифры заявок (2010-1.2.2-203-002-038, 2010-1.2.2-207-003-082, 2010-1.2.2-141-022-040, 2010-1.2.2-141-022-018); мероприятия 1.3.1 шифры заявок (2010-1.3.1-207-003-043, 2010-1.3.1-203-002-017, 2010-1.3.1-203-002-018, 2010-1.3.1-220-006-021; 2010-1.3.1-141-022-028); проектов № 2.1.1/2468, № 2.1.1/4510, № 2.1.1/2516 ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.




Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:


Бозаджиев Владимир Лукьянович

Статья в формате PDF 144 KB...

01 08 2021 2:46:42

Системный анализ онтогенеза надпочечников человека

Статья в формате PDF 102 KB...

31 07 2021 8:17:52

БИОСФЕРА, БИОРИТМЫ, ЗДОРОВЬЕ

Статья в формате PDF 112 KB...

22 07 2021 19:34:51

Максимальная скорость окисления оксида азота

Статья в формате PDF 344 KB...

18 07 2021 8:15:34

УРАВНЕНИЯ ДЛЯ КООРДИНАЦИОННОГО ЧИСЛА В НЕУПОРЯДОЧЕНЫХ СИСТЕМАХ

Приводится вывод уравнений для расчета координационного числа в неупорядоченных конденсированных системах: в зернистых материалах, в композитах с твердой монодисперсной фазой, в жидких металлах и при критическом состоянии вещества. В выводах этих уравнений используется основной их топологический параметр – средняя плотность упаковки структурных элементов дискретности. Знание координационного числа элементов дискретности неупорядоченных систем необходимо для определения многих их свойств: физических, механических, реологических и др., совокупность которых вытекает из их топологических состояний: твердого, псевдотвердого, жидкого, псевдожидкого и критического. ...

15 07 2021 20:44:27

ВИНОКУРОВ ИВАН НИКОЛАЕВИЧ

Статья в формате PDF 285 KB...

13 07 2021 15:18:18

ГЕНОФОНД АБОРИГЕННЫХ ЖИВОТНЫХ ЗАБАЙКАЛЬЯ

Статья в формате PDF 123 KB...

09 07 2021 6:18:41

К ЕДИНСТВУ НАУКИ ЧЕРЕЗ ВСЕ-ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

Статья в формате PDF 93 KB...

07 07 2021 18:58:36

АЛЕКСАНДР НАЗАРОВИЧ БЕЛЯЕВ

Статья в формате PDF 392 KB...

01 07 2021 21:47:57

СТУК ИЗ ПРОШЛОГО

Статья в формате PDF 257 KB...

30 06 2021 13:48:19

ЗНАЧЕНИЕ СЪЕЗДОВ ЗЕМСКИХ ВРАЧЕЙ РЯЗАНСКОЙ ГУБЕРНИИ В РАЗВИТИИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАПРАВЛЕНИЯ МЕДИЦИНЫ КРАЯ

В статье представлены материалы о значении съездов земских врачей Рязанской губернии (1874 – 1900) и их роль в развитии профилактического направления медицины края. ...

25 06 2021 8:56:21

Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::

Последовательность подготовки научной работы может быть такой:

Выбор темы. Это важный этап. Во-первых, тема должна быть интересна не только вам, но и большинству слушателей, которым вы будете её докладывать, чтобы вы видели заинтересованность в их глазах, а не откровенную скуку.

Выбор целей и задач своей научной работы. То есть, нужно сузить тему. Например, тема: «Грудное вскармливание», сужение темы: «Грудное вскармливание среди студенток нашего ВУЗа». И если общая тема мало кому интересна, то суженная до рамок собственного института или университета, она становится интересной практически для всех слушателей. Целью может стать: «Содействие оптимальным условиям вскармливания грудью детей студентов нашего ВУЗа», а задачей — доказать, что специальные условия, созданные для кормящих студенток, не помешают их успеваемости, но уменьшат количество пропусков, академических отпусков и способствуют выращиванию здоровых детей — нашего будущего. Понятно, что эта тема подходит для студентов медицинских и педагогических ВУЗов, но и в других учебных учреждениях можно найти темы, интересные всем.

Разработать методы исследования и сбора информации. В случае с естественным вскармливанием, скорее всего, это будет анкетирование студенток, имеющих детей.

Систематизировать материал и подготовить презентацию.

Подготовиться к выступлению.

Выступить и получить: награду, удовольствие и опыт, чтобы в следующем году выступить ещё лучше и сорвать шквал аплодисментов, стать узнаваемым, а значит — более конкурентоспособным!