Том 69, № 4 (2024)

Знание природы межмолекулярных взаимодействий и аминокислотных остатков, их обеспечивающих, дает возможность целенаправленно менять устойчивость межмолекулярных комплексов. В данной работе на примере никазы Nt.BspD6I продемонстрировано влияние гидрофобных взаимодействий на способность белка к олигомеризации и необходимость химической и геометрической комплементарности интерфейсных поверхностей при образовании устойчивых гомокомплексов.

Предложен метод экстракции кверцитина из растительной клетки, основанный на сочетанном действии ультразвука и метастабильной фракции водного раствора. Такая обработка вызывает более эффективное выделение цитоплазматической компоненты за счет травления и/или механического разрушения оболочки растительной клетки. Окисленная фракция раствора обладает наиболее выраженными экстрагирующими свойствами, но воздействует на кверцетин, окисляя хромофорную часть молекулы. По критерию сохранности пигмента лучшей экстрагирующей средой является восстановленная фракция воды. Для анализа образцов экстракта использовали аналитические методы: UV-Vis-спектрометрию, гель электрофорез белков, 1Н-ЯМР-спектрометрию и QCM-взвешивание, а также сканирующую электронную микроскопию.

Обсуждаются существующие представления о молекулярных механизмах патологической гипервозбудимости и синхронизации нейронных сетей при эпилептогенезе, включая калиевую, ГАМК-, мембранную (клеточную) и синаптическую (сетевую) модели. В фокусе таких моделей – нарушение баланса между возбуждением и торможением с вовлечением многочисленных положительных и отрицательных обратных связей в нейронных сетях. В работе рассматриваются современные представления о: 1) надежности динамических систем с большим числом отрицательных обратных связей и 2) вырожденности, т.е. способности разнородных элементов (каналов, токов) замещать друг друга, как основе устойчивого функционирования гипервозбудимых сетей при каналопатиях и гиперэкспрессии различных каналов. В работе предлагается возможный механизм спонтанного возникновения судорожной активности и накопления калия в межклеточном пространстве, основанный на активации калием и кальцием группы катионных каналов (HCN, Kir2.x, hERG, Nav1.х и ВКСа), обеспечивающий надежность и высокую чувствительность эпилептиформной активности к внешним и внутренним факторам за счет вырожденности и формирования группы петель положительных обратных связей.

Митохондриальные ингибиторы ротенон, родамин 123 и краситель янус зеленый В изучаются в настоящее время с целью разработки фармакологических средств, вызывающих митохондриальную дисфункцию и апоптоз. Поскольку нарушение работы митохондрий связано с продукцией активных форм кислорода, то представляется актуальным сопоставить индуцированные этими веществами повреждения ДНК клеток асцитной карциномы Эрлиха и мышиного лимфолейкоза Р388 с таковыми после воздействия известного индуктора активных форм кислорода – ионизирующего (рентгеновского) излучения. Уровень ДНК-повреждений оценивали щелочным вариантом метода ДНК-комет. Индуцированный ротеноном уровень повреждений ДНК был сравним с таковым при 4 Гр в обоих типах клеток. Пострадиационная инкубация уменьшала уровень ДНК-повреждений, что свидетельствовало о репарации ДНК. Обработка клеток асцитной карциномы Эрлиха родамином 123 с последующей отмывкой от него не вызывала этого увеличения, однако облучение в дозе 4 Гр в присутствии родамина 123 индуцировало увеличение уровня повреждений ДНК, которое существенно уменьшалось после часовой инкубации. Можно полагать, что предварительная обработка клеток ротеноном или родамином 123, нарушая работу митохондрий, способствовала сохранению целостности ядерной ДНК в облученных клетках. Воздействие януса зеленого В вызывало увеличение повреждений ДНК и гибель клеток. Исходя из щелочной версии метода ДНК-комет, можно считать индуцированные этими соединениями повреждения одно-, двунитевыми разрывами и щелочелабильными (апуриновыми/апиримидиновыми) сайтами в ДНК.

Обзор посвящен современным представлениям о параптозе, как одном из типов регулируемой клеточной гибели, в сравнении с другими типами клеточной гибели. Параптоз – это форма клеточной гибели, вызываемая стрессом эндоплазматического ретикулума, сопровождающимся накоплением в нем поврежденных или неправильно свернутых белков, обширной неаутофагической вакуолизацией цистерн эндоплазматического ретикулума и, в ряде случаев, митохондрий, с последующими повреждениями митохондрий, цитоскелета и гибелью клеток. Знание о молекулярных механизмах параптоза представляет интерес для лечения онкологических заболеваний, резистентных к апоптоз-индуцирующим агентам.

Обнаружение изменений/новизны окружающей среды имеет базовое значение для адаптивного поведения. Путем сравнения (компарации) текущего контекста с предыдущим, живые организмы могут делать прогнозы и корректировать свои действия. Механизмы и структуры мозга, участвующие в функции компарации, пока в достаточной мере не выяснены. Имеющиеся работы подчеркивают особый вклад гиппокампа в процесс компарации; указывается, что выявление новизны осуществляется нейронами гиппокампа посредством реализации механизмов совпадения-несовпадения, или рассогласования. Здесь мы приводим сведения о существующих гипотезах того, как реализуются эти механизмы, какие еще структуры мозга участвуют в обнаружении несоответствий, как они связаны с гиппокампом, и какие процессы этому способствуют. Предполагается, в частности, что не новизна сама по себе, а только та новизна, которая контрастирует с ранее приобретенным опытом, инициирует процесс рассогласования. Анализируются доводы о том, что решающую роль в функционировании гиппокампа как компаратора играет тета-ритм. Тета-осцилляции, вызванные появлением нового сигнала/изменением обстановки, опосредуют механизм временнóй координации структур, участвующих в функции сравнения. При компарации тета-ритм функционирует как активный фильтр: он участвуeт в отборе и пропуске нового сигнала в систему регистрации в гиппокампе. Возрастание тета-осцилляций и их когерентности в структурах мозга, обрабатывающих новую информацию, служит сигналом рассогласования, облегчающим изменение стратегии поведения. Кроме тета-ритма, гамма-осцилляции также участвуют в компарации: во время генерации тета-ритма в префронтальной коре, временнóе совпадение гамма-осцилляций в других областях мозга с определенной фазой тета-цикла может выполнять функцию компарации во время процесса запоминания. Глубокое понимание механизмов осуществления компараторной функции и ее нарушений может помочь в лечении таких патологий, как шизофрения, болезнь Альцгеймера, височная эпилепсия и многих других.

Изучено влияние уридина и его монофосфорилированного производного на уровень основных биохимических маркеров повреждения миокарда в крови и электрическую активность сердца в модели кардиомиопатии у крыс, вызванной изопреналином. Показано, что введение изопреналина (150 мг/кг, подкожно) вызывает увеличение активности сывороточных ферментов аспартатамино-трансферазы и аланинаминотрасферазы, их соотношения (коэффициента де Ритиса), а также активности лактатдегидрогеназы в лимфоцитах крови, что подтверждает развитие повреждения миокарда у экспериментальных животных. Анализ электрокардиографических данных выявил увеличение продолжительности интервалов RR, P-R, QT, QTc и комплекса QRS, что указывает на удлинение фазы деполяризации и реполяризации относительно длительности сердечного цикла у крыс с изопреналин-индуцированным повреждением миокарда. Предварительное введение экспериментальным животным уридина и уридин-5%-монофосфата в дозах 30 мг/кг одинаково эффективно препятствует повышению ферментативной активности аспартатаминотрансферазы и коэффициента де Ритиса, приводит к снижению продолжительности интервалов P-R, QRS, QT и QTc, а также к частичной нормализации метаболической активности лимфоцитов крови крыс. Полученные данные указывают на то, что уридин и уридин-5%-монофосфат оказывают сходное протекторное действие на сократительную функцию кардиомиоцитов и могут рассматриваться в качестве средств метаболической защиты для комплексной терапии ишемической болезни сердца.

Использование ионизирующих излучений со сверхвысокой мощностью дозы, называемых флэш-облучением (≥40 Гр/с), способствует сохранению здоровых тканей с уровнем контроля над опухолью, сопоставимым с таковым при облучении со стандартной мощностью дозы. Настоящий обзор обобщает современные знания, посвященные исследованиям облучения опухолевых и нормальных клеточных линий, животных, включая опухоленосителей, в конвенциональном и флэш-режимах. Для сравнения приведены и данные по флэш-облучению фотонами, электронами, протонами, ионами гелия и углерода. Обсуждаются биофизические, молекулярно-биологические и иммунологические аспекты флэш-воздействия, необходимые для понимания радиационно-индуцированных процессов в клетках и тканях в целях совершенствования радиотерапии опухолей.

Исследовано действие протонного излучения при тотальном облучении мышей до пика и в пике Брэгга в диапазоне доз 0.1–1.5 Гр на индукцию цитогенетических повреждений в костном мозге, продукцию активных форм кислорода в цельной крови, состояние тимуса и селезенки в зависимости от линейной потери энергии. Обнаружено, что выход полихроматофильных эритроцитов с микроядрами при всех дозах протонного излучения в пике Брэгга с линейной потерей энергии 2.5 кэВ/мкм был близок к уровню линейной потери энергии с микроядрами для соответствующих доз рентгеновского излучения с линейной потерей энергии 2.0 кэВ/мкм, а при облучении до пика Брэгга с линейной потерей энергии 0.7 кэВ/мкм уровень цитогенетических повреждений был значительно ниже. Коэффициент относительной биологической эффективности, рассчитанный по выходу линейной потери энергии с микроядрами для протонов в пике Брэгга, равнялся 1.15, а до пика – 0.63. Выявлены органоспецифические различия в закономерностях патофизиологического действия в зависимости от величины дозы и линейной потери энергии протонов на тимус, селезенку мышей и состояние антиоксидантной системы клеток крови.

Продолжено исследование феноменологии эффекта синхронизации колебаний сердечного ритма человека в покое с вариациями геомагнитного поля в диапазоне периодов 3–40 мин. В течение 2012–2023 гг. проведено 508 экспериментов (длительностью 100–120 мин каждый) по мониторингу минутных показателей сердечного ритма у трех практически здоровых женщин (55, 45 и 30 лет). Индивидуальные экспериментальные выборки составили 328, 113 и 67 записей соответственно. Показано, что для каждого из трех волонтеров примерно в 60% экспериментов вейвлет-спектр значений сердечного ритма оказывается очень близким со спектром синхронных вариаций хотя бы одной из горизонтальных компонент геомагнитного поля (X или Y). Также внутри исследованного частотного диапазона 3–40 мин выявлено три субдиапазона, в которых степень синхронности возникновения колебаний является максимальной: 3.5 мин, 10–12 мин и 33–36 мин. Можно сделать вывод, что, по-видимому, эффект биогеосинхронизации реализуется не равномерно по всему диапазону 3–40 мин, а преимущественно в данных субдиапазонах.