Суббота, 27.04.2024, 06:43 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [786]
Снежный человек [1071]
Морские чудовища [986]
Сухопутные твари [881]
Летающие монстры [244]
Подземные твари [60]
Динозавры,мегафауна [1467]
Теория [1197]
Акулы [263]
Бабочки [154]
Грибы [209]
Гусеницы [60]
Дельфины [170]
Ежи [35]
Жуки [114]
Зайцы [31]
Змеи [250]
Кальмары,осьминоги [187]
Киты [283]
Копытные [569]
Кораллы [150]
Кошачьи [790]
Крокодилы [112]
Крысы,мыши [349]
Летучие мыши [159]
Лягушки [193]
Медведи [343]
Медузы,моллюски [208]
Микроорганизмы [604]
Морские звезды [38]
Морские львы,тюлени [150]
Муравьи [243]
Мухи,комары [279]
Насекомые [381]
Обезьяны [628]
Пауки [312]
Пингвины [93]
Псовые [634]
Птицы [1110]
Пчелы [343]
Ракообразные [194]
Растения [596]
Рыбы [868]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [147]
Сурикаты,грызуны [296]
Тараканы [56]
Улитки [76]
Хамелеоны [17]
Черви [204]
Черепахи [130]
Ящерицы [187]

Интересное
Аномальные новости

Хроники природных катастроф

Календарь
«  Январь 2023  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031

Архив новостей

Реклама

Логотип сайта

Форма входа

Главная » 2023 » Январь » 12 » Биологи научили мышей фотосинтезировать

12:09
Биологи научили мышей фотосинтезировать

Китайские биологи внедрили тилакоиды хлоропластов в клетки хрящевой ткани мышей, больных остеоартритом — и тем самым обеспечили протекание естественных растительных реакций фотосинтеза в этих клетках. Для этого они выделили тилакоиды из хлоропластов шпината и модифицировали их так, чтобы избежать отторжения иммунной системой организма-реципиента.

Это позволило ученым восстановить в больных клетках уровень молекул АТФ и НАДФН — главных внутриклеточных источников энергии — необходимых для синтеза множества биохимических соединений. Восстановив таким образом нормальное функционирование хрящевых клеток мышей, ученые облегчили протекание у них остеоартрита. Работа опубликована в журнале Nature.

Биохимические реакции анаболизма — синтеза сложных молекулярных соединений — составляют неотъемлемую часть обмена веществ, происходящего в живых клетках. Нарушение протекания таких реакций приводит к сбою нормального функционирования клетки — и в дальнейшем может стать причиной развития различных заболеваний.

Для протекания анаболических реакций необходимо множество биохимических соединений. Два важнейших компонента — это молекулы АТФ (аденозинтрифосфата) — молекулярные переносчики энергии, и молекулы НАДФН (никотинамидадениндинуклеотидфосфата) — доноры электронов для окислительно-восстановительных реакций. При многих заболеваниях молекулы АТФ и НАДФН не синтезируются в достаточных количествах, что приводит к нарушению обмена веществ в клетке и, как следствие, развитию различных патологий.

К таким патологиям относится остеоартрит — заболевание, при котором в клетках хрящевой ткани (хондроцитах) из-за нехватки энергии нарушается синтез внеклеточных белков матрикса. Это приводит к постепенному разрушению суставной хрящевой ткани, что приводит к болям в суставах, а впоследствии может привести к их полной неподвижности.

Таким образом, перед учеными и врачами уже долгое время стоит задача — как обеспечить больные клетки достаточным количеством молекул АТФ и НАДФН. Существующие подходы основаны либо на том, чтобы доставлять АТФ и НАДФН в клетки извне (что в случае АТФ малоэффективно, а в случае НАДФН — опасно), либо на том, чтобы точечно модифицировать метаболические пути биосинтеза этих молекул в клетках (что очень трудно, потому что метаболические пути образуют огромную сеть, и сложно модифицировать один из путей так, чтобы не затронуть другие).

Разобраться с этой проблемой взялась группа исследователей из Китая под руководством Чена Пэнфэя (Chen Pengfei) из университета Чжэцзян. Для этого они предложили принципиально новый подход — для того, чтобы обеспечить больные клетки постоянным источником АТФ и НАДФН они решили внедрить в больные клетки тилакоиды хлоропластов, которые в ходе фотосинтеза синтезируют эти молекулы.

У растений молекулы АТФ и НАДФН образуются в процессе фотосинтеза, в ходе которого солнечная энергия используется для синтеза различных биомолекул. В природных условиях фотосинтез протекает в специализированных органеллах растительных клеток — хлоропластах, внутри которых находятся тилакоиды — мембранные пузырьки, содержащие все необходимые белки и компоненты для реакций фотосинтеза.

Именно тилакоиды — фактически готовые природные системы синтеза АТФ и НАДФН — решили использовать ученые для решения проблемы нехватки этих молекул в больных клетках. Для этого они разработали на основе тилакоидов нанотилакоидные структуры — везикулы, содержащие внутри тилакоиды хлоропластов, которые они затем внедрили в клетки мышей, больных остеоартритом.

Первым делом ученые собрали нанотилакоидные структуры из тилакоидов хлоропластов, которые они выделили из листьев шпината. Основная сложность при подготовке любых структур для пересадки из одного организма в другой (особенно когда речь идет о пересадке растительных структур в животные клетки) заключается в том, чтобы избежать отторжения иммунной системой организма-реципиента. Для того чтобы замаскировать тилакоиды от иммунной системы мышей, ученые поместили тилакоиды в везикулы (микроскопические пузырьки диаметром 100-150 нанометров), образованные из мембран мышиных хондроцитов. Это решило сразу две проблемы: во-первых, это обеспечило защиту тилакоидов от иммунной системы (которая не могла детектировать тилакоиды внутри везикул), а во-вторых, обеспечило их доставку внутрь хондроцитов — путем везикулярного эндоцитоза («проглатывания» клеткой содержимого везикул).

После инкубации нанотилакоидных структур с хондроцитами мышей, ученые оценили эффективность эндоцитоза и сохранности нанотилакоидных структур. Первым делом исследователи измерили концентрацию нанотилакоидных структур в хондроцитах. Они показали, что их концентрация значительно выше (p < 0,0001), чем концентрация нанотилакоидных структур из контрольной группы, которую составляли тилакоиды, завернутые в обычную липидную мембрану.

Затем ученые исследовали взаимодействие мембран клетки реципиента и нанотилакоидных структур, покрасив их интеркалирующими липидными красителями. Оказалось, что мембрана нанотилакоидных структур после инкубации сливается с мембраной клетки-реципиента. Эти результаты подтверждают, что нанотилакоидные структуры попадают в клетку путем эндоцитоза, в ходе которого мембрана везикулы сливается с мембраной захватывающей ее клетки, и содержимое везикулы попадает внутрь.

После получения нанотилакоидных структур и проверки эффективности их захвата клетками-реципиентами, ученые стали измерять эффекты, которые эти системы оказывают на хондроциты. Введя нанотилакоидные структуры в хондроциты и облучив их светом, исследователи измерили уровень молекул АТФ и НАДФН в этих клетках — и установили, что уровень этих молекул в таких клетках значительно выше по сравнению с контрольными группами (которые составляли клетки без нанотилакоидных структур и клетки с нанотилакоидными структурами, не подвергшиеся облучению светом).

Далее ученые решили проверить влияние такого «лечения» на модели клеток. Для того чтобы смоделировать такое патологическое состояние, ученым было необходимо вызвать клеточный стресс и нарушить внутриклеточный метаболизм, для чего они обработали хондроциты интерлейкином 1β (IL-1β). Далее ученые ввели в клетки нанотилакоидные структуры и облучили их светом (контрольные группы остались такими же, как в предыдущем эксперименте). Оказалось, что после облучениях светом уровни АТФ и НАДФН значительно выросли и стали примерно такими же, как у клеток, которые не подвергались обработке IL-1β (то есть тех, у которых метаболизм не был нарушен).

Затем ученые перешли к проверке эффективности своей технологии лечения на живых мышах. Для этого они использовали широко распространенную модель для изучения остеоартрита — мышам проводили хирургическую операцию, при которой им повреждали суставы, что впоследствии приводило к развитию болезни.

После проведения такой операции исследователи произвели мышам инъекцию нанотилакоидных структур в разрушенные хрящи, после чего облучили их светом. Ученые обнаружили, что после инъекции состояние хрящей у мышей стало значительно лучше по сравнению с контрольной группой (оценка проводилась с помощью окраски хрящей иммуногистологическим красителем).

Затем ученые оценили эффективность работы нанотилакоидных структур, проведя рентгеновскую микротомографию хрящей коленных суставов мышей, прошедших двухнедельное лечение. Оказалось, что состояние хрящей на морфологическом уровне у мышей, прошедших лечение, также значительно лучше.

Наконец, исследователи измерили в хрящевых клетках мышей концентрации ATP и NADPH и показали, что уровень этих молекул выше у мышей, прошедших лечение, по сравнению с контрольными группами.

Таким образом, ученые разработали и предложили уникальный способ лечения остеоартрита. Вместо того чтобы искусственным образом модифицировать клеточный метаболизм, ученые использовали готовую фотосинтетическую систему — разработанную и откалиброванную природой в ходе миллиардов лет эволюции — и внедрили ее в животные клетки, обеспечив тем самым их корректное функционирование. Исследователи считают, что эту технологию в дальнейшем можно будет оптимизировать для лечения других болезней, связанных с изменением метаболизма.

https://nplus1.ru/news/2023/01/11/mice-photosynthesis

Категория: Крысы,мыши | Просмотров: 202 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

На темп и ритм птичьего пения повлияли гены (31)

Куры покраснели от эмоций (18)

На обочине дороги в Огайо заметили животное, истребленное 200 лет назад (32)

У черных ревунов обнаружили эффект дорогого врага (27)

Первые биолюминесцентные организмы появились 540 млн лет назад (19)

Клонировали еще двух вымирающих американских хорьков (20)

Поляризованный лунный свет помог муравьям отыскать путь домой (35)

Акулы предпочитают жить в теплой воде с температурой 20-22 градуса (23)

У миног нашли зачатки симпатической нервной системы (44)

Молодые самцы лазоревок уступили чужих самок старшим сородичам (24)

Палеонтологи открыли древнюю гигантскую змею (47)

Как работает антимикробный пептид из морского червя (26)

НАСА попросили помочь в поисках Лох-Несского чудовища (61)

Обнаружили останки крупнейшего ихтиозавра Земли (49)

Описали новый вид древних гигантских кенгуру (41)

Микробиологи рассказали о бактериальном вампиризме (33)

Шмели живут под водой неделю (30)

Новый микроорганизм назвали в честь братьев Стругацких (34)

Подземного муравья из Австралии назвали в честь Волан-де-Морта (28)

Бигфут скрывается в горах с таинственной энергией (113)

Огромный осьминог, съевший лошадь (79)

Фото странного существа в реке Гудзон (80)

Грязный воздух изменил половые предпочтения насекомых (45)

Выяснили причину специфического запаха кошачьих меток (45)

Неизвестные ископаемые кости приписали гигантскому ихтиозавру (51)

Взрослые городские гульманы оказались левшами (42)

Рейнджеры сфотографировали редкое животное в австралийской глубинке (49)

Младшие птенцы удодов оказались консервами (52)

Изменение климата ухудшит зрение осьминогов (36)

Секрет слаженной работы термитов при строительстве гнезд (25)

Динозавры нарушили закон зависимости размеров от широт (30)

Необычно огромные глаза многощетинкового червя (32)

Как видят наш мир собаки и кошки (41)

Обнаружили в клетках мозга млекопитающих "вечные" РНК-молекулы (25)

Описали неизвестного ископаемого дельфина с необычным способом питания (41)

Каждая третья человекообразная обезьяна может исчезнуть с лица земли (27)

Новые фото Лох-Несского чудовища (148)

Охотник на бигфута обратился в департамент шерифа (59)

Бактерии способны вырабатывать стационарные спиральные волны (33)

Змеи узнали себя в «зеркальном тесте» (34)

Скорость роста исключили из факторов победы динозавров над современниками (41)

Описан скелет тиктаалика - одного из первых выходцев на сушу (44)

Открыли новый ископаемый вид ручейников (77)

Розовую рыбу с руками сняли среди обломков затонувшего парохода (65)

Нового геккона из Индии назвали в честь ван Гога (54)

Птицы закодировали информацию штрих-кодами (51)

Сфотографировали одну из самых редких колибри (50)

Бигфут и сасквоч - инопланетные гибриды (104)

В Приморском океанариуме медуза цианея волосистая впервые дала потомство (46)

Численность половины видов пчел в засушливых местообитаниях сократится к концу века (41)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (34336)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (22588)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (21989)

Русские монстры: от древности до наших дней (20814)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (16379)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (16000)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (15535)

Морского червя приняли за инопланетянина (15038)

Откуда вынырнули русалки? (14850)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (14628)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (14375)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (14135)

Неведомое существо обитает в Приморье (13754)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (13612)

Логово снежного человека обнаружено в США (13393)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (12909)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12007)

10 неожиданно опасных пород собак (11701)

Монстры океанов (11692)

Чупакабра добралась до Воронежской области (11595)

Морской змей в Черном море (11404)

Кракен - чудовище из морской бездны (11165)

Похороны настоящей… русалки (11147)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (10998)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (10765)

Страшное насекомое замечено в Индии (10709)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (10699)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (10650)

Распутывая ДНК бигфута (10624)

Крысы умнее, чем Google (10544)

Львы дружески трутся друг о друга (10498)

Когда просыпаются русалки (10475)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (10343)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (10203)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (10173)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (10048)

Монстры уходят на глубину (10010)

Кого боятся белые акулы (9951)

Морские дьяволы (9830)

Хайгейтские вампиры (9752)

Проект "Криптозоология" © 2010-2024 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика