-
3104Статья 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»: В нашем организме существует элегантная сигнальная система, основанная на изменении концентраций ионов кальция. Клетки нашего тела каждый день сталкиваются с сотнями различных внешних стимулов: от гормонов, нейромедиаторов и цитокинов до температурных колебаний и механических воздействий. Все эти изменения клетки переводят на язык внутреннего общения, где кодом является концентрация ионов Ca2+ в цитозоле. Кальциевый сигналинг — настолько широко распространенный механизм, что он управляет одновременно и сокращением мышц, и работой нейронов, и дифференциацией клеток во время эмбрионального развития. Основные проблемные вопросы, которые ставятся в этой статье: каким образом для кальциевых сигнальных путей сочетаются свойства исключительной универсальности и специфичности? И как клетки умудряются не запутаться в сложной информационной паутине, сплетенной помощью этого простого неорганического иона?
-
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Корневые седентарные фитонематоды являются одними из самых экономически значимых паразитов растений, с которыми они образуют долговременные взаимодействия. Виртуозные кукловоды, фитогельминты, искусно манипулируют реакциями растений, индуцируя в их корнях специальные гиперметаболические участки, откуда получают питание. Но растения не готовы мириться с экспансией и пытаются сопротивляться, порой не менее изобретательно обманывая соперника. За этой увлекательной и бесконечной эволюционной схваткой мы попробуем проследить в данной статье.
-
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Helicobacter pylori — патоген, который у человека ассоциируется с гастритом, язвой и прочими пагубными влияниями на слизистую желудка, в том числе раком. Молекулярный патогенез данной инфекции описан, и в то же время запутан. Кроме того, протекание болезни связано с другими патологиями. Например, бронхиальной астмой и тромбоцитопенической пурпурой. Недавно ученые раскрыли механизм, который бактерия использует для регуляции своей патогенности. Все эти звенья мы постараемся разобрать в данном обзоре. Правда, вместо отпечатков пальцев и случайно оставленной пуговицы в нашем распоряжении будут экспериментальные данные.
-
4248Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Биосинтез белка (трансляция) — ключевой процесс клеточного метаболизма, в ходе которого специальные молекулярные машины — рибосомы, — раскодируя последовательность нуклеотидов в матричной РНК, производят полипептидную цепь. Как и к любым другим биомолекулам, к компонентам трансляционного аппарата можно подобрать ингибиторы. Подавление трансляции в эукариотических клетках с помощью малых молекул в последние годы всё чаще применяется при терапии различных заболеваний (в том числе генетических). Казалось бы, для чего ингибировать процесс, который обеспечивает клетку строительным материалом, ферментами, регуляторами и прочими необходимыми для жизни компонентами? Дело в том, что часто при раковой трансформации или вирусной инфекции рибосомы начинают «подыгрывать» врагу, смещая трансляцию в сторону «нежелательных» мРНК. Например, вирусы, чтобы качнуть чашу весов в свою сторону, могут использовать множество интересных механизмов для модификации клеточной трансляции. Таким образом, лекарства, которые подавляют биосинтез белка, могут намного сильнее затормозить рост клеток, вышедших из-под контроля, нежели «законопослушных». Это их свойство и используется при терапии.
-
K-Ras, один из первых найденных онкогенов, десятилетиями оставался недостижимым для лекарств. Неприступная мишень таргетной терапии была покорена благодаря новым подходам к скринингу, тщательной работе медицинских химиков и структурных биологов. Развитие этого направления может открыть дорогу к лечению одной из самых смертельных опухолей — рака поджелудочной железы.
-
Биологи немного удивились тому, что Нобелевской премией по химии наконец-то наградили двух химиков, сделавших химическое открытие. Последние премии по этому направлению выдавались за открытия на грани химии и биологии, а иногда и за этой гранью. Нынешние лауреаты, Беньямин Лист и Дэвид Макмиллан, разработали способ катализировать превращения органических соединений проще, эффективнее и экологичнее, чем это делали до них. В 2000 г. Лист и Дэвид предложили использовать для этого маленькие органические молекулы, которые заменяли собой целые белки — ферменты. Идея оказалась очень удачной, и теперь ее уже используют на многих производствах. В голосовании на сайте Нобелевской премии 52% посетителей признались, что не знали о применении органокатализа в фармацевтической промышленности. Пришло время рассказать о том, как отмеченное Нобелевкой открытие меняет медицину и делает органическую химию более независимой от биологии.
-
Американские нейробиологи Дэвид Джулиус и Ардем Патапутян стали лауреатами Нобелевской премии по физиологии или медицине в 2021 году. Премией отмечено открытие рецепторов температуры и прикосновения, благодаря которым мы чувствуем также обжигающий вкус острой еды или мягкость пуховой перины. Премия этого года продолжает славную традицию поощрять исследования сенсорных систем — до того в 2012 году награду по химии присудили за изучение GPCR-рецепторов, дающих нам еще три чувства.
-
3284Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Ядерный магнитный резонанс находит широкое применение как в науке в качестве мощного метода анализа структуры органических веществ (в том числе, биомолекул), так и в медицине для обнаружения различных патологий. А что это такое, как работает, как развивается этот метод? Читайте в этой статье.
-
1225Работа клетки подобна работе оркестра, только вместо музыки она производит белки и РНК. Для правильного функционирования всей системы каждый ген должен «вступать» в нужный момент, скоординировано с другими генами, и давать столько продукта, сколько потребуется. Это значит, что транскрипция каждого гена должна происходить в определенное время и с определенной интенсивностью. Дирижерами процесса выступают специальные белки — факторы транскрипции. Партитура при этом записана в самой ДНК: партию определяют регуляторные последовательности, с которыми транскрипционный фактор связывается и в результате усиливает или ослабляет транскрипцию соответствующих генов. Замены в таких последовательностях могут приводить к изменению силы связывания и, как следствие, фальши в транскрипции: неверной или не вовремя сыгранной партии конкретного гена. Современные биологи активно пытаются решить вопрос о том, как устроены эти последовательности для каждого транскрипционного фактора и какие мутации в них будут влиять на связывание с белком. Одним из подходов к расшифровке клеточной партитуры является изучение аллель-специфичного связывания: когда варианты регуляторной последовательности, унаследованные от матери и от отца, различаются, можно изучать, с каким из них транскрипционный фактор связывается лучше. Несмотря на прозрачную постановку задачи, на пути к ее решению возникает ряд проблем. Мы придумали, как их преодолеть, и обнаружили сотни тысяч событий аллель-специфичного связывания, попутно показав их вклад в предрасположенность ко многим заболеваниям. Работа недавно опубликована в журнале Nature Communications.
