![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Цель исследования заключается в выявлении первичных механизмов регуляции функционирования нейронов, астроцитов и эритроцитов и их комплексов.
The aim of the study is to identify primary mechanisms for regulating the functioning of neurons, astrocytes and erythrocytes and their complexes.
В ходе предлагаемого исследование будут установлно: 1. Цитохрома С меняет конформацию гемопорфиринового цикла, что регулирует активность цепи переноса электрона в митохондриях и синтез АТФ; 2.Доказано, что изменения конформации гемопорфирина гемоглобина обусловлены не только связыванием с лигандом , но и связыванием с белками плазматической мембраны, а также олигомеризацией в цитоплазме эритроцита при гипоксии; 3. Доказаны основные принципы и сформулированы модели "кальциевой волны" в срезах мозга; 4. Обнаружены изменения рельефа поверхности клетке при активации каналов и рецепторов, сопровождающие экзоцитоз серотонина; 5. Разработаны методики применение методов Раман- спектроскопии, АСМ и ЛИМ для диагностики функционального состояния клетки; В результате исследования будет получена физико-химическая характеристика молекулярных процессов сигнализации и создана математическая модель межклеточных взаимодействий отдельных нейронов, астроцитов и эритроцитов и их комплексов. Это позволит сформировать прогноз для оценки функционирования сложных нервных тканей (мозг), а также моделирование оптимизации работы нейросетей.
Настоящий проект является продолжением реализации проекта "Методы диагностики состояния клетки" (06-5-16).На молекулярном и клеточном уровне доказана важная роль комплексной сигнализации (взаимодействия) при функционировании нейронов, астроцитов и эритроцитов. С помощью современных методов (Раман- спектроскопия, пикосекундная флуориметрия, ИК - спектроскопия, АСМ, ЛИМ и др. методы) выявлены изменения белок-липидных взаимодействии при конформационных изменениях молекул ионных каналов,АТФаз, гемсодержащих белков клетки, а также перераспределение ионов ( кальций ) и цитоплазматических структур ( митохондрии , белки, везикулы и т.д.). АААА-А16-116021660048-3
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Изучение механизмов сигнализации в клетках |
Результаты этапа: С помощью современных методов исследования и в соответствии с «Техническим заданием» на 2021 год установлено, что снижение эффективности электронного переноса исследуемых цитохромов С может быть связано с: (1) изменением конформации белка в сайтах, ответственных за взаимодействие цитохрома c с комплексами III и IV и (2) изменением концентрации конформация гема, которая ухудшает его оптимальную ориентацию на донорские и акцепторные комплексы III и IV, замедляет перенос электронов. Связывание ДНКЖ с альбумином крови, если оно приводит к конформационным изменениям, может привести к снижению эффективности тушения флуоресценции Tyr, например за счет увеличения расстояния между некоторыми остатками тирозина и триптофана. Доказано, что состав НЧ соответствует составу везикул клеток и капсидов вирусов, в том числе вирусов папилломы человека, а формирование НЧ, наблюдаемое до воздействия ионизирующего излучения, может быть вызвано как связыванием вирусов , так и образованием везикул на поверхности эритроцита.Увеличение количества «везикул» на поверхности эритроцитов и в плазме при ЛТ свидетельствует об активации образования экзосом как самими раковыми клетками, так и эритроцитами под действием ионизирующего излучения. Предположено, что при изменении рО2 конформация гема и глобина меняется различно при локализации Гб в растворе и в клетке. Доказано, что при связывании О2 (область «линейной зависимости»), конформация гема (I1375/(I1355+I1375) в эритроцитах и растворе Гб различны: связывание О2 гемом Гб в растворе происходит менее выражено, чем связывание О2 Гб в эритроците, а вклад боковых –СН3 групп колебаний полуколец пиррола гема и групповые колебания связей полуколец пиррола в геме в изменении конформации гема Гб более выражены для Гб в эритроците, чем Гб в растворе. Установлено, что конформация гема Гб, локализованного в цитоплазме (в отличие от Гб в растворе) другая, что и способствует более эффективному перераспределению О2 в «высококонцентрированном гемоглобиновом окружении» в цитоплазме. Доказано, что снижение [Ca2+]out меняет конформацию гема и расположения близлежащих к гему аминокислот дГб (например, лизина) и локализацию анионного сегмента БП3 за счет увеличения мембранного потенциала и поверхностного заряда, который выходит из катионной центральной полости дГб. Этот процесс сопровождается десорбцией мембраносвязанного оГб и последующей олигомеризацией цитоплазматического оГб, что меняет кислородтранспортные свойства эритроцита | ||
2 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Изучение механизмов сигнализации в клетках |
Результаты этапа: Установлено, что локальное зондирование области нервной клетки позволит сократить время регистрации томограмм и исследовать динамику перераспределения клеточных структур (везикул) при различных стадиях процесса сигнализации клетки. Выявлена динамика маркеров при дифференцировке культуры РС-12. Установлено, что метаболические изменения сопровождают расширение области астроцитов. Физиологическое увеличение числа астроцитов в мозгу способствует изменению содержания глутамата и поведению животного. Снижение функции NMDA-рецепторов может быть связано с нарушением выхода синоптического глутамата. Впервые выявлены различия в содержании и конформации биомолекул целого зерна и его компонентов (эндосперм, перикарп, зародыш). Предложено использовать анализ результатов, полученных с помощью FRET, для оценки вязкости мембран при доставке каротиноидов в мембраны. Анализ кристаллической структуры кантаксантина доказал, что его кетолированные β-иононовые кольца могут находиться в двух энергетически равных, но структурно различные конформациях. Предложен новый метод комплексного скрининга видов водорослей по отношению к уровню тяжелых металлов в водоемах. Выявлены изменения морфологии и конформации гемоглобина (Гб) в эритроците в результате увеличения соотношения [Na+]in и [K+]in. В этих условиях выявлены изменения конформации как гема, так и глобина Гб, а именно, снижение плотности упаковки молекулы Гб, которые могут быть связаны как с сорбцией Na+ (или Са2+) с Гб, так и увеличением количества молекул воды в клетке и перераспределением Гб. Выявлены параметры SERS, которые можно использовать для выявления изменений в плазматической мембране и подмембранной области эритроцитов при патологии. Разработана микрофлюидная камера, которая позволяла одновременно регистрирован КР-спектр одиночного эритроцита. Установлено, что Ω-петля цитохрома С важна для образования пор в мембранах, содержащих кардиолипин. Подтверждена гипотеза о вирусной природе наночастиц, локализованных на поверхности эритроцита у пациентов с раком. Результаты исследования изменения содержания или конформации молекул каротиноидов в липопротеидных комплексах плазмы крови позволят разработать и внедрить не только методы диагностики состояния организма в целом, но и терапию (с использованием природных антиоксиданты). | ||
3 | 1 января 2023 г.-31 января 2023 г. | Изучение механизмов сигнализации в клетках |
Результаты этапа: В соответствии с «Техническим заданием» на 2023 год установлено, что конформация гема цитохрома с обратимо меняется (между «плоской и куполообразной») при изменении потенциал внутренней мембраны митохондрий (ΔΨ) и концентрацию H+, регулируя эффективность работы дыхательной цепи митохондрий, поглощение кислорода и синтеза АТФ. Разработан новый «наносенсор» для контроля за функциями митохондрий и эффективная система биосинтеза, выделения и исследования рекомбинантного нейроглобина человека. С помощью спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) доказано, что в окисленном нейроглобине образуются дисульфидные мостики. Разработан метода локальной оптической томографии, позволяющий изучать динамические процессы субклеточных структур живых клеток. Доказано, что от субстратной специфичности фермента зависит время, в течение которого происходят изменения конформации флавинадениндинуклеотида аминооксидазы: в присутствии D-аланина это несколько секунд, а в присутствии D-серина - минуты. Впервые постулируется, что резкое повышение уровня глюкозы в крови увеличивает количество восстановленных цитохромов в цепи переноса электронов в митохондриях нейронов. Методом инфракрасной спектроскопии (Attenuated Total Reflectance - ATR) был проведен контроль за распределением и конформацией биологических молекул в составе зерен, эндосперма, плодоядных растений, чо важно для диагнстики и селекции растений в сельском хозяйстве. Предлагается использовать гидроксилированные наноалмазы в качестве антиоксидантов для повышения стабильности водорослей при разработке и использовании фотосинтетических систем в биотехнологии. Доказано, что необратимое связывание катиона лантаноида с Ca-связывающим сайтом в обедненных кальцием мембранах ФСII приводит к частичному ингибированию высокоаффинного Mn-связывающего сайта. Доказаны преимущества использования сочетания биологических наночастиц с агентом, дестабилизирующим лизосомы, что увеличивает эффективность как интернализации, так и цитотоксические действия наночастиц при терапии опухоли. С помощью разработанного метода подготовки проб для иммунофлуоресцентного анализа и использования сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) доказана гипотеза о вирусной природе наночастиц, локализованных на поверхности эритроцитов крови больных при онкологии. Установлено, что метаболический стресс клетки инициирует глутатионилирование гемоглобина и меняет его сродство к кислороду. В серии опубликованных обзоров дается анализ роли астроцитов при болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, болезни Хантингтона, рассеянном склерозе и боковом амиотрофическом склерозе, а также декларируется актуальность использования ИК- и КР- спектроскопии для экологического мониторинга окружающей среды и разработки микрочипов (на основе микрофлюидных камер) для скрининга лекарственных препаратов | ||
4 | 1 апреля 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Изучение механизмов сигнализации в клетках |
Результаты этапа: | ||
5 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Изучение механизмов сигнализации в клетках |
Результаты этапа: | ||
6 | 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. | Изучение механизмов сигнализации в клетках |
Результаты этапа: | ||
7 | 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. | Изучение механизмов сигнализации в клетках |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".