Науки о жизни
Logo
cover
Науки о жизни 70-летие ОИЯИ
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.200805

Сравнительный анализ хромосом человека и макаки-резус (Macaca mulatta) с использованием многоцветных FISH-зондов человека

Мы установили гомологию между хромосомами человека и макаки-резус ( Macaca mulatta ) с помощью мощного современного метода молекулярной цитогенетики: многоцветной флуоресцентной гибридизации in situ (mFISH). mFISH позволяет классифицировать хромосомы млекопитающих на основе их ДНК-содержания, а не только на основе морфологических признаков, таких как чередование бэндов. Кариотип M. mulatta состоит из 42 хромосом: 20 пар аутосом и половых хромосом X и Y. Мы подтвердили выраженное сходство между геномами человека ( Homo sapiens, HSA ) и макаки ( Macaca mulatta, MMU ): 16 из 22 хромосом макаки показали гомологию с одной из хромосом человека, и 13 из них имеют те же порядковые номера в кариотипе, что и хромосомы человека. Только три хромосомы макаки показывают сигналы гибридизации от двух хромосом человека, а один зонд человека для хромосомы 2 метит две пары акроцентрических хромосом обезьяны. В целом, ожидается, что mFISH станет незаменимым инструментом при сравнительном анализе хромосом.
Е. Насонова, Н. Кошлань, И. Кошлань
NSR plot high resolution
Науки о жизни
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100401

Сравнительный анализ состава фракций секретома мезенхимальных стволовых клеток, полученных с помощью ультрафильтрации

В исследовании представлен сравнительный анализ различных компонентов кондиционированных сред (КС), полученных с помощью мезенхимальных стволовых клеток (МСК), культивированных с использованием сыворотки и без сыворотки, который выявил существенные различия в их составе и потенциальном клиническом применении. Кондиционированная среда, содержащая сыворотку, демонстрирует значительно более высокие уровени общего белка, невезикулярной РНК, экзосом и наночастиц по сравнению с бессывороточными кондиционированными средами, что отражает вклад как секретома МСК, так и остаточных компонентов фетальной бычьей сыворотки. Фракционирование на основе ультрафильтрации (0,2 мкм-50 кДа) позволяет выделить фракцию, обогащенную экзосомами и белками, сохраняя функционально значимые компоненты секретома МСК. Эта стратегия эффективно захватывает везикулы и белки среднего размера, исключая при этом более крупные или мелкие биомолекулы, что повышает эффективность их использования для целевого анализа. Представленные данные подчеркивают необходимость подбора КС с учетом целей эксперимента и предоставляют информацию для выбора оптимальной стратегии получения секретома МСК, обеспечивающей баланс между конечным результатом, чистотой и нормативными требованиями в области исследований и терапии МСК.
Е. В. Андреев, Е. В. Кравченко, Е. Г. Завьялова, П. С. Еремин, А. В. Рзянина, П. А. Марков, А. Н. Нечаев
cover
Прикладные исследования Физика Науки о жизни
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100303

Характеристика системы микро-ОФЭКТ, основанной на детекторе Timepix

В данной работе были оценены характеристики прототипа ОФЭКТ-системы на основе микросхемы считывания Timepix с коллиматором на основе кодирующей апертуры типа MURA. Установка имеет небольшое поле зрения и может использоваться в доклинических исследованиях лекарственных препаратов на мелких лабораторных животных. Несмотря на множество существующих протоколов испытаний, разработанных и описанных в соответствующих документах национальных органов стандартизации и рекомендациях МАГАТЭ, они не подходят для микротомографических систем на основе полупроводниковых пиксельных детекторов из-за различной технологии детекторов, высокого пространственного разрешения и малой области интереса. Для измерения их характеристик были разработаны специальные фантомы с небольшой «горячей областью». Такие параметры микро-ОФЭКТ системы, как пространственное разрешение, контрастность, линейность, однородность и чувствительность системы были исследованы с использованием источника 99m Tc. Описаны процедуры калибровки детектора и предварительной обработка данных.
В. А. Рожков, И. Эрнандес Гонзалес, A. Лейва Фабело, А. С. Жемчугов
Физика Науки о жизни
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100202

Дестабилизация липидной мембраны, вызванная бета-амилоидным пептидом в системах, имитирующих доклиническую стадию болезни Альцгеймера

Предполагается, что бета-амилоидный пептид (Аβ-пептид) играет центральную роль в возникновении болезни Альцгеймера (БА). Эта патология связана с быстрым накоплением нейротоксичных амилоидных агрегатов в тканях мозга, хотя основы прогрессирования заболевания остаются неразрешенными. Отмечено, что доклиническая стадия БА может играть решающую роль в дальнейшем необратимом развитии болезни. В частности, взаимодействия между липидными мембранами и молекулами Аβ-пептида, встроенного в мембрану в относительно низких концентрациях, должны находиться под пристальным вниманием исследователей. В этом обзоре мы обсуждаем недавние работы, посвященные изучению липид-пептидных взаимодействий, с акцентом на вызванную пептидом Аβ(25-35) реорганизацию липидных мембран в условиях, имитирующих доклиническую стадию БА. Предполагается, что наблюдаемые взаимодействия важны для понимания механизмов деструктивного воздействия Аβ-пептида на липидные мембраны и последующего возникновения заболевания. Методы прикладной ядерной физики оказались чрезвычайно актуальными в таких исследованиях. Методы рассеяния предоставили инструментальную информацию на уровне надмолекулярных агрегатов, в то время как спектроскопия позволила получить информацию на молекулярном уровне. Наконец, компьютерное моделирование методом молекулярной динамики предоставило детали, недостижимые экспериментальными подходами, хотя в ключевой роли последних невозможно усомниться. Таким образом, последние достижения в исследованиях доказывают, что эти взаимодополняющие подходы являются наиболее подходящими для решения сложных проблем во взаимодействиях биомембран.
С. А. Куракин, А. И. Иваньков, Т. Н. Муругова, Д. Р. Бадреева, Э. Б. Душанов, Е. В. Ермакова, А. И. Куклин, Н. Кучерка
cover
Физика Науки о жизни Междисциплинарные исследования
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100107

Световые и основанные на нейтронах методы изучения динамики мембран и агрегации белков при липид–белковых взаимодействиях

Липид–белковые взаимодействия играют центральную роль в поддержании структурного и функционального баланса биологических мембран, влияя на широкий спектр клеточных процессов. Однако данные взаимодействия становятся патологическими при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона. При этих нарушениях неправильное сворачивание и агрегация таких белков, как бета-амилоид (Aβ), альфа-синуклеин (α-syn) и мутантный хантингтин (mHtt), разрушают липидный бислой, повреждая целостность мембраны, ее текучесть и передачу сигналов. В этом обзоре мы исследуем решающую роль липид–белковых взаимодействий при нейродегенеративных заболеваниях, подчеркивая, что неправильное сворачивание белков приводит к образованию токсичных агрегатов, которые встраиваются в мембраны, вызывая нейротоксические явления. Передовые спектроскопические методы сыграли важную роль в изучении этих молекулярных взаимодействий. Световые методы, включая Фёрстеровский перенос энергии (FRET), круговой дихроизм (CD) и рамановскую спектроскопию, позволяют в режиме реального времени получить представление об агрегации белков и динамике липидных мембран. Методы, основанные на нейтронах, такие как нейтронная рефлектометрия и малоугловое рассеяние нейтронов (SANS), дополняют и обогащают анализ липид-белковых взаимодействий, особенно в контексте нейродегенеративной агрегации. Кроме того, в обзоре подчеркивается важность липидных микродоменов, в частности богатых холестерином липидных рафтов, которые способствуют агрегации белков, влияющих на прогрессирование заболевания. Также обсуждаются терапевтические стратегии в отношении липид–белковых взаимодействий с акцентом на то, как спектроскопические исследования способствуют разработке лекарств, стабилизирующих целостность мембран или предотвращающих токсическую агрегацию. Наконец, интеграция спектроскопии с вычислительными моделями, такими как молекулярная динамика (MD), представляется как многообещающий подход для выявления особенностей сложной динамики липид–белковых взаимодействий, обеспечивая более полную картину механизмов развития заболевания.
К. З. Маматкулов, Х. А. Исави, Г. М. Арзуманян