Четверг, 05.11.2026, 21:48 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Дождь,гроза,град [811]
Жара [647]
Засуха [217]
Землетрясение [2262]
Извержение [1107]
Космос [417]
Лавина [142]
Мороз [316]
Наводнение,цунами [1122]
Оползень,провал [357]
Пожар [700]
Сель [43]
Снегопад [768]
Теория [3534]
Торнадо,ураган [1201]
Феномены [243]
Эпидемия [2603]

Интересное
Аномальные новости

Новости криптозоологии

Календарь
«  Август 2025  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Архив новостей

Реклама

Форма входа

Главная » 2025 » Август » 8 » Нашли способ убивать клетки, в том числе раковые, с помощью света
12:02
Нашли способ убивать клетки, в том числе раковые, с помощью света

Оптогенетика — новый эффективный инструмент биофизиков, который позволяет управлять клетками и процессами внутри них с помощью света. Метод основан на различных микробных родопсинах — белках, связанных с ретиналем в качестве кофактора и переносящих ионы через мембраны под действием света.

В новом исследовании физтехи использовали белок из архей Arch3, чтобы повысить показатель кислотности среды внутри культивируемых раковых клеток. Это привело к ускоренному образованию активных форм кислорода и программируемой клеточной смерти — апоптозу.

Результаты опубликованы в журнале «Биохимия». Оптогенетические методы пополнили арсенал биологов недавно, но быстро зарекомендовали себя как мощный и высокоточный инструмент для управления клетками. Прежде всего, так называемыми возбудимыми клетками, то есть способными отвечать активными действиями на сигнал извне. Таковы нейроны, мышечные клетки, а также клетки желез.

Особенно впечатляют успехи с нейронами: их можно возбуждать или, наоборот, «выключать», картировать нейронные сети и, возможно, даже использовать оптогенетику для лечения глухоты и слепоты. Подход также годится для изучения тонких физиологических процессов в невозбудимых клетках. Например, можно исследовать их отдельные «отсеки» — органеллы и компартменты, — отслеживая изменения различных параметров среды.

Среди них показатель кислотности (pH), который важен для нормального функционирования клетки и ее частей. Его смещение в сторону меньших (закисление) или больших значений (защелачивание) связано с многими патологическими изменениями при болезнях.

Также важен показатель кислотности внутри митохондрий, в их матриксе. Эти «энергетические станции» клетки играют важную роль в ее жизни и смерти, производя в ходе работы активные формы кислорода (АФК). Они имеют важное регуляторное значение в небольших количествах, но их взрывообразное накопление летально для клетки. В норме матрикс митохондрий имеет слабощелочную реакцию (pH около 8), а ее изменения могут приводить к запуску программы программируемой клеточной гибели — апоптоза.

Отдельный важный вопрос: как кислотность внутри митохондрий влияет на генерацию ими АФК. Сейчас оба фактора активно изучают, поскольку они важны для развития ряда патологий: заболеваний сердца, диабета, нейродегенераций и рака.

Этими вопросами заинтересовались биофизики из Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, авторы новой статьи. Они отмечают, что в клетках млекопитающих защелачивание матрикса, генерация активных форм кислорода и передача сигнала с помощью ионов кальция тесно связаны. Причем в определенных условиях эти факторы — вместе и по отдельности — способствуют появлению пор в мембранах митохондрий и, как следствие, гибели всей клетки. Образование АФК в этом случае — это ключевой этап на пути клетки к апоптозу.

В работе ученым помогли флуоресцентные сенсоры — молекулы, которые избирательно накапливаются внутри клеток и их митохондрий. Изменяя свои спектры флуоресценции, они сигнализировали о наличии перекиси водорода H2O2. Это соединение — одно из АФК, и оценка его концентрации позволяет понять общий уровень окислительного стресса, то есть дисбаланса между активными формами кислорода и борющимися с ними антиоксидантными системами.

В работе впервые изучено образование АФК при оптогенетическом защелачивании цитоплазмы — внутренней среды клетки. Для этого использовали протонный насос Arch3 — белок из археи Halorubrum sodomense, который выкачивает катионы водорода из клетки во внешнюю среду, если подействовать на него светом определенной длины волны. В результате внутри клетки падает их концентрация, а показатель кислотности растет. Иными словами, происходит защелачивание основной среды клетки — ее цитоплазмы.

Arch3 экспрессировали на цитоплазматической мембране HeLa — культивируемых «бессмертных» клеток карциномы человека. В цитоплазме и внутри митохондрий они содержали чувствующие перекись водорода молекулы-сенсоры HyPer7. Это флуоресцентный краситель, который в исходном состоянии ярко светится после возбуждения на длине волны 405 нанометров (фиолетовый свет). Однако после взаимодействия с перекисью HyPer7 переключается в состояние, когда его более эффективно возбуждает голубой свет с длиной волны 488 нанометров.

Авторы учли соотношение интенсивностей флуоресценции для возбуждения на двух длинах волн, чтобы избежать артефактов спектральных замеров. В том числе вызванных сдвигом pH, изменениями формы клеток, их перемещением, смещением оптического фокуса и так далее. Как и следовало ожидать, оптогенетическое защелачивание вызвало резкий рост содержания перекиси водорода — одной из важнейших АФК — как в цитоплазме клеток, так и внутри митохондрий.

При этом в митохондриальном матриксе pH менялся почти сразу после «включения» протонного насоса Arch3, а генерация АФК начиналась с запозданием. Результат указывает на то, в «щелочном апоптозе» клеток важную роль играет образование перекиси и подобных ей соединений, однако детали этой сложной взаимосвязи еще предстоит выяснить.

«Мы показали, что длительное оптогенетическое защелачивание цитозоля (раствора внутри клетки) приводит к генерации активных форм кислорода в клетке, своеобразному «кислородному взрыву». Это может быть одним из механизмов, запускающих клеточную гибель при повышении рН цитозоля. Изучение взаимосвязи внутриклеточного рН и уровня АФК важно как для понимания фундаментальных основ клеточной физиологии, так и для осмысления нарушений, происходящих, например, при злокачественной трансформации клеток, при онкологических болезнях или при развитии нейродегенерации», — отметила Анастасия Власова, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной клеточной биологии и оптогенетики Центра исследования молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ.

https://naked-science.ru/article/column/ubivat-kletki-v-tom-chisl

Категория: Теория | Просмотров: 140 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0

Последние новости

Плотная женская грудь повысила риск рака (24)

Вакцинация от ковида во время беременности не повлияла на развитие детей (16)

Экспериментальное лечение волчанки «пощадило» здоровые иммунные клетки (15)

Четверть американцев симулировала симптомы болезни ради антибиотиков (28)

Антибиотики ускорили образование метилртути в почвах (21)

Лесные пожары во время беременности связали с риском развития расстройств (21)

ИИ диагностирует заболевания намного лучше живых врачей (42)

Эль-Ниньо 2026 года приближается по силе к рекордному явлению 1997 года (28)

Случаи лихорадки Эбола зарегистрированы в Кении и Нигерии (36)

Стерилизация воздуха не снизила частоту инфицирования хирургических ран (29)

Вспышка Эболы охватила уже восемь провинций ДР Конго (51)

Нейробиологи выявили новую разновидность депрессии (34)

Вакцины от ковида связали с улучшением показателей обоняния и вкуса (41)

Microsoft научила ИИ предсказывать погоду на шесть недель вперёд (65)

Семь ключевых показателей климата Земли достигли рекордных значений (54)

Почему эпидемии чумы в России не будет (126)

Хроническую боль предложили лечить не обезболиванием (75)

Ученые предложили бороться с лесными пожарами выжиганием лесов (67)

Лишний вес связали с более высокой выживаемостью при деменции (54)

Как быстро вейп разрушает легкие и иммунитет (57)

Одинаковые калории оказались неодинаковыми (53)

ВОЗ порекомендовала лечить ожирение у детей без лекарств и операций (55)

Пациенты с ИИ-психозом чаще всего испытывали психоз впервые (52)

Витамин C снизил смертность у пациентов с предраковым состоянием крови (75)

Вакцинация - один из способов продлить жизнь до 100 лет (55)

Принимающие «Оземпик» столкнулись с отслоением ногтей (66)

Число подтвержденных жертв лихорадки Эбола в Конго превысило 4000 (65)

Солнце и Луна вызывают землетрясения на Земле (80)

Приближающееся явление Эль-Ниньо очень экстремально (67)

Аспирин снизил риск деменции на 70% (67)

Каждый восьмой случай рака в мире связали с инфекциями (69)

Самые жаркие страны мира (76)

ВМО ожидает усиления Эль-Ниньо до начала следующего года (69)

Бессонницу связали с повышенным риском инсульта (72)

Дефицит массы и немощность повысили риск смерти (72)

Глобальное озеленение нарушило стабильность в засушливых зонах планеты (69)

Эль-Ниньо преобразил пустыню Атакама (74)

Больше REM-сна связали с меньшим риском 83 заболеваний (59)

Ритмичное сжатие голени помогло мозгу восстановиться после травмы и инсульта (69)

Тепловые волны на суше стали начинаться раньше и заканчиваться позже (79)

К февралю 2027 года Эль-Ниньо может унести жизни 450 тысяч человек (60)

Аутизм связали с заражением токсоплазмой или герпесом в материнской утробе (67)

Гренландия и Антарктида потеряли 11,3 триллиона тонн льда за 45 лет (66)

Вирус Оя оказался патогенным для человека (57)

Число подтвержденных жертв лихорадки Эбола в Конго превысило 3500 (84)

Глобальное потепление нарушило климатическую связь (74)

Самое жаркое лето в истории наблюдений (68)

Более 214 тысяч молний за день в Бразилии (76)

Что произойдет, если остановится Гольфстрим (68)

Препарат против Эболы не позволил вирусу проникнуть в клетки (80)

Поиск


Популярное

На Восточное побережье США надвигается "Франкеншторм". Он уже забрал 20 жизней (29018)

Человечество вступило в эпоху природных катаклизмов (19839)

«Сэнди» признан вторым самым дорогим ураганом в истории США (10952)

Эпидемия бубонной чумы вспыхнула на Мадагаскаре (10764)

Супервулкан может проснуться в любой момент (9384)

Сегодня по всему миру произошло 49 землетрясений (7606)

30 тысяч человек умирает ежегодно от амариллеза (7197)

Большая грудь сокращает жизнь на годы (6089)

Остров ВИЗЕния (5809)

Англия: зима в начале мая (5673)

Из-за извержения Попокатепетля в Мехико объявлен высший уровень опасности (5584)

Гигантская Фабианская дыра продолжает расти (5539)

Карнавал в Венеции начался с наводнения (5492)

Гипотеза о СПИД (5338)

Селевой поток опять обрушился на уезд Илян (5267)

Число пострадавших от наводнения в Мордовии достигло 4,5 тысяч человек, подтоплено более 2 тысяч домов (5218)

Ураган в Москве 06.05.2012 (5138)

В Москву идет жара (5127)

Ученые установили точную дату Всемирного потопа (5009)

В Англии уходящий год признан самым дождливым в истории метеонаблюдений (4996)

Вода в реке Белой в Адыгее не может очиститься из-за 5-километрового оползня (4972)

Десятки домов затоплены в Узбекистане в результате наводнения (4951)

Вулкан Санторин, погубивший минойскую цивилизацию на Крите, вышел из многолетней спячки (4950)

Пятидесятиградусные морозы пришли в Якутию (4918)

Йеллоустонский супервулкан (4894)

Жара в Норильске побила 30-летний рекорд (4893)

Семь новых природных чудес света (4889)

Самые большие и опасные вулканы мира (4887)

На планете появился новый вид облаков - Асператус (4879)

Совсем скоро человечество ждёт всемирная катастрофа (4875)

Землетрясение в Армении (4866)

В Крыму зарегистрировали землетрясение мощностью 1-2 балла по шкале Рихтера (4752)

Власти борятся с наводнением на Бали (4728)

Самые удивительные природные феномены (4626)

Как мы измеряем силу землетрясений? (4619)

Йеллоустоун взорвется осенью и в мире начнется Апокалипсис (4437)

Изменение климата (4364)

Зимняя гроза на Кузбассе (4337)

Волну-убийцу создали в обычном бассейне (4303)

У островов Фиджи произошло землетрясение магнитудой 5,5 (4264)

Copyright Sergo © 2012-2026

Яндекс.Метрика