20 октября 2020, вторник, 14:44
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Ученые сравнили генетическую активность мышечных клеток медведей в зимней спячке и лежачих больных

Гризли
Гризли

Исследователи из Германии и США на генетическом уровне исследовали процессы в мышцах медведей во время зимней спячки с целью найти способ избежать атрофии мышц у пациентов, которые оказались надолго прикованными к постели.

Бурые медведи проводят в спячке значительное время. Гризли из штата Вашингтон, чьи образцы были использованы в исследовании, впадают в спячку между ноябрем и декабрем и выходят из нее в марте. С точки зрения физиологии, спячка — очень странное состояние: обмен веществ замедляется, частота сердечных сокращений падает, моча и кал не выделяются, количество азота в крови возрастает и медведь становится устойчивым к инсулину. При этом у медведей отсутствует какая-либо атрофия мышц, которая неминуемо наступает при длительной неподвижности у людей.

Команда, возглавляемая профессором Майклом Готхардтом (Michael Gotthardt), руководителем группы по нервно-мышечной и сердечно-сосудистой клеточной биологии Центра молекулярной медицины имени Макса Дельбрюка в Берлине занялась выяснением того, какие гены в мышечных клетках медведя активно синтезируют белки и какое влияние это оказывает на клетки. Образцы мышечной ткани медведей, взятые как в периоды активности, так и во время спячки, ученым предоставили коллеги из Университета штата Вашингтон.

«Комбинируя передовые методы секвенирования с масс-спектрометрией, мы хотели определить, какие гены и белки активируются или выключаются как во время, так и в период спячки, — объясняет Готхардт. — Эта задача оказалась сложной, потому что не был известен ни полный геном, ни протеом, то есть совокупность всех белков медведя гризли». На втором этапе Готхардт и его команда сравнили полученные данные с генной активностью у людей, мышей и нематод.

Ученые обнаружили белки, которые сильно влияют на метаболизм аминокислот у медведя во время зимней спячки. В результате в его мышечных клетках содержится большее количество некоторых заменимых аминокислот (non-essential amino acids, NEAA), то есть тех аминокислот, которые организм способен синтезировать самостоятельно. «В экспериментах с изолированными мышечными клетками людей и мышей, которые были подвержены атрофии, рост клеток также может стимулироваться NEAA, — рассказывает Готхардт. — Однако из более ранних клинических исследований известно, что введение в организм этих аминокислот в форме таблеток или порошков недостаточно для предотвращения атрофии мышц у пожилых или прикованных к постели людей. Очевидно, для мышц важно самим производить эти аминокислоты, иначе аминокислоты могут не достичь тех мест, где они необходимы». Перспективным способом лечения атрофии у людей, по мнению ученого, может стать попытка побудить мышцу человека самостоятельно вырабатывать NEAA путем активации соответствующих метаболических путей.

Чтобы выяснить, какие сигнальные пути необходимо активировать в мышцах, Готхардт и его команда сравнили активность генов у медведей гризли, людей и мышей. Необходимые данные были получены от пожилых или прикованных к постели пациентов, а также от мышей, страдающих мышечной атрофией, например, в результате уменьшения движения из-за наложенной гипсовой повязки. «Мы хотели выяснить, какие гены по-разному регулируются у животных, находящихся в спячке, и тех, кто этого не делает», — объясняет Готхардт.

Однако таких генов оказалось очень много. Чтобы сузить круг возможных кандидатов, которые могут оказаться отправной точкой для терапии мышечной атрофии, команда перешла к экспериментам с нематодами. У этих червей отдельные гены можно относительно легко деактивировать, и быстро увидеть, как это влияет на рост мышц. С помощью этих экспериментов команда нашла несколько генов, влияние которых они надеются исследовать в будущих работах на мышах. К ним относятся гены Pdk4 и Serpinf1, которые участвуют в метаболизме глюкозы и аминокислот, и ген Rora, который способствует развитию циркадных ритмов.

Итоги исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.