Своя работа

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: О чем вы думаете, когда слышите слово «биосенсор»? А «микрофлюидные технологии»? Эти слова кажутся таинственными, даже немного пугающими и как будто взятыми из какой-то научно-фантастической книжки. На самом деле первый биосенсор был создан еще в 1975 году, а микрофлюидным технологиям уже более 30 лет. Биосенсоры бывают очень разными по своей структуре и принципу действия. На сегодняшний день клеточные биосенсоры активно используются для экологического мониторинга токсинов в воде, почве и продуктах питания. Чаще всего чувствительным элементом в таких биосенсорах являются условнопатогенные бактерии, например, кишечная палочка или биолюминесцентные бактерии, обитающие в глубинах моря. Однако получение новых специфических, компактных и недорогих биологических сенсоров и выбор оптимальных микроорганизмов, которые могли бы выступать в качестве чувствительных элементов в таких сенсорах, всегда остается актуальной задачей как для экологии, так и в сфере медицинской диагностики. Мы решили подойти к решению этого вопроса нестандартно: взять грозную патогенную бактерию Helicobacter pylori и с использованием микрофлюидных технологий попробовать получить новый биологический сенсор оптического типа. А о том, как и почему мы это делали, и что же из всего этого вышло, читайте ниже.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Трансмиссивный рак (англоязычная аббревиатура — СТС) — инфекционное онкологическое заболевание, при котором инфекционным агентом служат сами раковые клетки. Животное, болеющее СТС, генетически является химерой, потому что у клеток рака и у собственных клеток животного разные генотипы. Генотип СТС родственен генотипу животного, у которого он появился впервые. То животное давно умерло, а его клонально делящиеся раковые клетки продолжают жить как паразиты. До последнего времени СТС считался редчайшим явлением. Поэтому гипотеза трансмиссивного рака редко учитывалась при интерпретации генетических или эпидемиологических данных. Недавнее открытие множественных линий СТС у двустворчатых моллюсков, в том числе способных передаваться между разными видами, заставляет пересмотреть взгляды о распространенности трансмиссивного рака и масштабе связанных с ним угроз. Для автора статьи это открытие стало потрясением, потому что, изучая генетику ракушек, он давно догадывался про химер, но не мог найти им разумного объяснения. Статья — рассказ про то, как он это пережил, и как поменялась его научная картина мира за пять лет с момента, когда он впервые услышал словосочетание Clonally Transmissible Cancer.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Как бы это странно ни звучало, но XXI век стал веком доставки во всех смыслах этого слова. В том числе биологическом. Таргетная или адресная система доставки — это принципиально важный способ терапии, позволяющий прицельно воздействовать на конкретные клетки [1]. В чем же плюс такого воздействия? Давайте для примера рассмотрим классические варианты терапии при онкологических заболеваниях: химиотерапия, радиотерапия, гормональная терапия. Их можно объединить одной грубой, но вполне описывающей ситуацию поговоркой: одно лечит, другое калечит. В случае же использования системы таргетной доставки лекарств воздействие происходит точечно на пораженные клетки, а остальная часть организма не страдает.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: «Берегись и остерегайся домашнего врага, ибо каждая стрела, выпущенная тетивой его коварства и луком его недоброжелательства, принесет гибель», — писал Мухаммед ас-Самарканди. Именно это послание хочется передать крошечному насекомому — орехотворке, когда она откладывает свои яйца в стебель ястребинки. В этот момент растение начинает само строить домик для ее крошечных деток. Этот домик называется галл. Внутри галла яйцам, а потом личинкам и куколкам орехотворки не страшны ни голод, ни морозы, ни хищники. Растение будет питать и укрывать их от всех напастей, пока они не станут взрослыми и не выпорхнут из галла. Казалось бы, что может омрачить такое райское существование? Оказывается, целая армия других насекомых попытается отложить яйца в этот галл, чтобы вылупившиеся из них личинки могли полакомиться хозяином дома — орехотворкой. Эти насекомые становятся «домашними врагами» орехотворки — паразитоидами. Впрочем, есть и те, кто выступают врагом врагов орехотворки, то есть становятся гиперпаразитоидами, своего рода друзьями орехотворки по принципу «Враг моего врага — мой друг». Но это еще не всё — так как домик-галл большой и просторный, в него могут подселяться и те насекомые, кому просто нужна своя комната, а до других сожителей вовсе нет дела, — это инквилины. Разобраться, кто кого ест, а кто просто мимо проходил, — очень непростая задача! Нужна какая-то метка, которая бы передавалась от растения к орехотворке (единственному травоядному в галле), а потом дальше по пищевой цепи. Для других насекомых были попытки использовать для этих целей пигмент каротиноид. С помощью спектроскопии комбинационного рассеяния мы проследили судьбу каротиноидов от тканей галла до паразитоида орехотворки и обнаружили, что орехотворки не так просты, как кажется!

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Мозг считают самым сложным органом в человеческом теле. А иногда даже самым сложным объектом во всей Вселенной! Оснований для этого немало: нейронов в нашем мозге немногим меньше 100 миллиардов. Продолжая астрономическую метафору, заметим: это число сопоставимо с количеством звезд в нашей Галактике. А это — все наблюдаемые нами в телескопы и многие, многие другие. Но настоящий «математический взрыв мозга» это все же число контактов между нейронами — оно оценивается как 10 в 15 степени! Тут уж никаких звезд не хватит для сравнения. Ломать, безусловно, не то же, что строить, однако в случае мозга медленное неуклонное разрушение — нейродегенерация — также может быть очень сложным, разносторонним и даже в текущую эпоху пост-рока и пост-генома далеко не до конца понятным процессом. Мы рассмотрим это на примере «королевы нейродегенераций» — болезни Альцгеймера. На это нейродегенеративное расстройство приходится больше заболевших, чем на все остальные вместе взятые: этой болезни посвящены тысячи статей, на ее исследования израсходованы огромные деньги... однако механизмы в основе болезни Альцгеймера до конца так и не установлены. Что уж и говорить о блистательно отсутствующих методах лечения. Почему так? Во многом в силу сочетания различных патологических процессов и «молекулярных игроков», из числа которых на первый план выходят бета-амилоидный пептид Aβ, белок тау и связывающие их сложные взаимоотношения.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Приобретенной или наследуемой эпилепсией поражены миллионы людей. Болезнь приблизительно в 30% случаев оказывается фармакорезистентной — она демонстрирует устойчивость ко всем применяемым лекарствам, — и этот процент не снижается с 1950-х годов. Сегодня фармакорезистентную эпилепсию лечат радикальными хирургическим методами, что, однако, помимо тяжелых последствий, не дает гарантии излечения или того, что болезнь не вернется вновь. Недавно передовые биомедицинские лаборатории начали разработку генетической терапии пораженных тканей мозга для локального снижения возбудимости нейронов и нейтрализации эпилептического очага. Наиболее многообещающим средством и мишенью для генной терапии признаются калиевые каналы — благодаря своим выдающимся способностям возвращать нейрон в неактивное состояние и регулировать частоту электрических разрядов. Несмотря на то, что текущие исследования пока находятся на стадии доказательства концепции и доклинических испытаний, уже сейчас продемонстрировано значительное облегчение и даже излечение фармакорезистентной эпилепсии в модельных условиях.