Том 5, № 3 (2013)
- Год: 2013
- Дата публикации: 15.09.2013
- Статей: 14
- URL: https://actanaturae.ru/2075-8251/issue/view/844
Обзоры
Современные представления о структурно-функциональной организации системы репарации неканонических пар нуклеотидов в ДНК
Аннотация
В обзоре приведены общие представления о репарации неканонических пар нуклеотидов («мисматчей») в ДНК (MMR). На сегодняшний день определены основные структурные и функциональные характеристики ключевых белков этой системы: MutS и MutL. Тем не менее взгляды на начальные этапы MMR с участием этих белков все еще противоречивы. Обобщены данные о взаимосвязи двух основных функций MutS - АТР-азной и ДНК-связывающей, систематизированы модели координации между участком узнавания и участком гидролиза ДНК в системе MMR. Для проверки существующих моделей необходимо развитие методов фиксации короткоживущих комплексов, возникающих на различных этапах MMR.
Невирусные методы доставки и терапевтическое применение малых интерферирующих РНК
Аннотация
Интерференция РНК является удобным инструментом регуляции экспрессии генов. Результаты детального изучения молекулярных механизмов РНК-интерференции открывают перспективы использования этого подхода в терапии различных заболеваний человека. Эффективная доставка малых интерферирующих РНК (siРНК) к клеткам-мишеням представляет собой серьезную проблему, поэтому необходима разработка новых систем доставки siРНК к своим потенциальным мишеням, а также способов защиты этих нестабильных молекул от деградации в условиях in vivo. В данном обзоре рассмотрены различные виды химических модификаций siРНК, а также невирусные векторы для их доставки на основе природных и синтетических полимеров, липидов, пептидов и неорганических соединений. Описаны преимущества, недостатки и перспективы применения этих методов в клинической практике.
5'-Фосфонаты AZT: достижения и перспективы в лечении и профилактике ВИЧ-инфекции
Аннотация
AZT (Зидовудин, Ретровир), несмотря на его многочисленные недостатки, остается одним из ключевых препаратов, используемых для профилактики и терапии ВИЧ-инфекции как в виде монотерапии, так и в составе ВААРТ. Стратегия поиска новых эффективных и безопасных соединений, направленная на создание латентных форм (депо-форм) на основе AZT, принесла первые положительные результаты. Так, натриевая соль 5'-H-фосфоната AZT (Никавир, фосфазид) показала клинические преимущества перед AZT, прежде всего значительно меньшую токсичность и лучшую переносимость. Никавир может эффективно использоваться для профилактики передачи ВИЧ от матери ребенку, а также в качестве альтернативного препарата при непереносимости Зидовудина. Доклинические испытания еще одного фосфоната, 5'-аминокарбонилфосфоната AZT, показали, что при его приеме происходит высвобождение AZT, причем фармакокинетические параметры AZT указывают на пролонгированность фармакологического действия. Анализ совокупности доклинических токсикологических и фармакологических данных позволил рекомендовать 5'-аминокарбонилфосфонат AZT для клинических исследований.
Клатрин-зависимый эндоцитоз и белки-адаптеры
Аннотация
Поступление в цитоплазму эукариотических клеток макромолекул реализуется несколькими способами, из которых наиболее хорошо изучен клатрин-зависимый эндоцитоз. Хотя механизм клатринзависимого эндоцитоза в общих чертах понятен, постоянно обнаруживаются новые адаптерные белки, играющие различные роли в обеспечении специфической регуляции этого процесса. В обзоре рассмотрен механизм клатрин-зависимой интернализации активированных рецепторов, сопряженных с G-белками, а также приведено описание основных белков, участвующих в этом процессе.
Экспериментальные статьи
Акадезин вызывает неапоптотическую гибель опухолевых клеток
Аннотация
Изучено действие акадезина (5-аминоимидазол-4-карбоксамид-1-β-D-рибофуранозид) на опухолевые и неопухолевые клетки различного видового и тканевого происхождения. Установлено, что акадезин вызывает неапоптотическую гибель опухолевых клеток; чувствительность неопухолевых клеток к действию этого соединения существенно ниже. Акадезин вызывает гибель опухолевых клеток с фенотипом лекарственной устойчивости, обусловленной экспрессией транспортера Р-гликопротеина и инактивацией проапоптотического белка р53. Необходимым условием гибели клеток является активность транспортеров аденозина, тогда как функция АМР-активируемой протеинкиназы не требуется. Преимущественная гибель опухолевых клеток под действием акадезина и особенности механизма его цитотоксичности обусловливают перспективность этого соединения в качестве противоопухолевого средства.
Опухолевая специфичность промоторов генов, участвующих в контроле клеточной пролиферации
Аннотация
В представленной работе изучена опухолевая специфичность промоторов генов CDC6, POLD1, CKS1B, MCM2, PLK1 человека. С этой целью промоторные области указанных генов, включающие корпромотор и примыкающую (дистально по отношению к точке начала транскрипции) потенциальную регуляторную область, клонировали в вектор pGL3 перед репортерным геном люциферазы Photinus pyralis. Сравнили способность всех клонированных фрагментов ДНК направлять экспрессию гена люциферазы в серии опухолевых клеток и в нормальных фибробластах человека. Активность всех промоторов оказалась существенно выше в опухолевых клетках, чем в нормальных фибробластах. При этом специфичность промоторов в отношении опухолевых клеток снижалась в ряду PLK1, CKS1B, POLD1, MCM2, CDC6. Показано, что клонированный промотор гена CKS1B является двунаправленным и, по-видимому, направляет транскрипцию соседнего гена SHC1, ориентированного «голова к голове». Клонированные промоторы могут быть использованы для создания генно-инженерных противоопухолевых препаратов.
Оригинальный дипептидный миметик фактора роста нервов ГК-2 восстанавливает нарушенные когнитивные функции в крысиных моделях болезни Альцгеймера
Аннотация
В НИИ фармакологии им. В.В. Закусова РАМН синтезирован дипептидный миметик четвертой петли фактора роста нервов (NGF), гексаметилендиамид бис-(N-моносукцинилглутамиллизина) (ГК-2). Этот миметик проявлял нейропротективную активность in vitro в наномолярных концентрациях, был эффективен in vivo в дозах 0.01-5 мг/кг при внутрибрюшинном (в/б) и 10 мг/кг при пероральном введении на моделях болезни Паркинсона, ишемического и геморрагического инсульта, глобальной ишемии головного мозга. В представленной работе изучены мнемотропные эффекты ГК-2 при субхроническом в/б введении в дозах 0.5 и 1 мг/кг на моделях болезни Альцгеймера (БА) у крыс. Установлено, что дипептид ГК-2 значимо препятствует нарушению негативного обучения (habituation), вызванному септо-гиппокампальной перерезкой. На стрептозотоциновой модели БА показано, что ГК-2 выраженно противодействует дефициту пространственной памяти в водном лабиринте Морриса. Таким образом, ГК-2, оригинальный димерный дипептидный миметик NGF, проявляет активность на моделях БА при системном введении.
Кинетические характеристики и цитотоксическая активность рекомбинантных препаратов метионин-γ-лиазы Clostridium tetani, Clostridium sporogenes, Porphyromonas gingivalis и Citrobacter freundii
Аннотация
Определены параметры стационарной кинетики пиридоксаль-5'-фосфат-зависимой рекомбинантной метионин-γ-лиазы из трех патогенных бактерий - Clostridium sporogenes, Clostridium tetani и Porphyromonas gingivalis в реакциях γ- и β-элиминирования. Наибольшую каталитическую эффективность в реакции γ-элиминирования L-метионина имеет фермент из C. sporogenes. Показано, что фермент из этих трех источников является тетрамером, а наличие полигистидинового фрагмента на N-концах полипептидных цепей рекомбинантных ферментов влияет на их каталитическую активность и в условиях денатурации способствует агрегации мономеров с образованием димерных форм. На культурах опухолевых клеток K562, PC-3, LnCap, MCF7, SKOV-3, L5178y оценена цитотоксичность метионин–γ-лиазы C. sporogenes и C. tetani в сравнении с ферментом из Citrobacter freundii. Наиболее чувствительными были культуры клеток – K562, PC-3 и MCF7 - IC 50 = 0.4-1.3, 0.1-0.4 и 0.04-3.2 ед./мл соответственно.
Влияние аллелей гена ADH1B и уровня образования на характер потребления алкоголя у российских мужчин
Аннотация
Злоупотребление алкоголем является одной из основных причин низкой продолжительности жизни в Российской Федерации. На количество потребляемого алкоголя влияют как социальные, так и генетические факторы. К генетическим факторам относятся аллели генов алкогольдегидрогеназы (ADH1B) и альдегиддегидрогеназы (ALDH2). В представленном исследовании определены частоты аллелей этих генов в группе из 642 русских мужчин с установленным по данным опроса количеством потребляемого алкоголя и характером потребления (частота потребления, типы алкогольных напитков, наличие запоев). Из них 68 (10.6%) индивидов были гетерозиготными носителями аллеля ADH1B*48His и 2 (0.3%) - носителями аллеля ALDH2*504Lys. Впервые описано влияние аллелей гена ADH1B на характер потребления алкоголя в российских популяциях. У носителей аллеля ADH1B*48His количество потребляемого алкоголя ниже в среднем на 21.6% (1733 г этанола в год). У русских мужчин с высшим образованием потребление алкоголя в среднем на 9.8% (793 г этанола в год) ниже, чем у мужчин со средним или начальным образованием. Таким образом, влияние генетического фактора (протективный эффект аллеля ADH1B*48His) на снижение потребления алкоголя оказалось более значительным, чем ранее описанное влияние высшего образования. Оба фактора влияют также на опасные стили потребления алкоголя: запои и потребление суррогатов. Доля лиц с запоями среди носителей генотипа Arg/Arg составила 8.4%, тогда как среди носителей аллеля His запои не выявлены (OR = 12.6, P = 0.006). Среди лиц с высшим образованием меньше доля потребляющих алкогольсодержащие суррогаты (0.6%), тогда как при более низком уровне образования частота потребления суррогатов выше - 6.0% (OR = 10.0, P = 0.004). Высшее образование снижает также и вероятность наличия запоев. В представленной работе впервые оценено влияние аллелей гена ADH1B на количество потребляемого алкоголя и проведено сравнение роли генетических и социальных факторов, влияющих на характер потребления алкоголя у русских мужчин.
Перенос наночастиц серебра через плаценту и молоко матери в эксперименте на крысах in vivo
Аннотация
Наночастицы (НЧ) серебра, широко используемые при производстве различных видов потребительской продукции и в медицине, относятся к новым видам материалов, создающих потенциальные риски для здоровья человека. Возможные негативные эффекты воздействия этих НЧ на репродуктивную сферу изучены недостаточно. В эксперименте in vivo проведена количественная оценка переноса наночастиц ме- таллического серебра через плаценту и с молоком матери. Использовали НЧ серебра размером 34.9 ± 14.8 нм, стабилизированные низкомолекулярным поливинилпирролидоном, которые метили радиоактивным изотопом 110mAg путем облучения потоком тепловых нейтронов в ядерном реакторе. Препараты [110mAg]-НЧ вводили внутрижелудочно через зонд беременным (20-й день беременности) или лактирующим (14-16-й дни лактации) самкам крыс в дозе 1.69-2.21 мг/кг массы тела в расчете на серебро. Накопление НЧ в плодах крыс и в крысятах, потреблявших материнское молоко, определяли с помощью низкофонового полупро- водникового гамма-спектрометра через 24 и 48 ч после введения метки соответственно. Во всех случаях обнаружено проникновение метки [110mAg]-НЧ через плаценту и ее поступление в материнское молоко в количестве, в 100-1000 раз превышающем чувствительность использованного аналитического метода. Средний уровень накопления НЧ в плодах составлял 0.085-0.147% от введенной дозы, что было сопоставимо с аккумуляцией метки в печени, крови и мышечном каркасе взрослых животных, и, как минимум, в 10-100 раз превосходил проникновение НЧ через гематоэнцефалический барьер в головной мозг самок. У лактирующих самок суммарное поступление [110mAg]-НЧ в молоко составляло не менее 1.94 ± 0.29% от введенной дозы за 48 ч лактации; не менее 25% этого количества всасывалось в пищеварительном тракте крысят. Таким образом, впервые получены экспериментальные доказательства переноса НЧ от матери к потомству через плаценту и с грудным молоком.
Метагеномный анализ динамики изменений состава микробиома кишечника участников эксперимента «МАРС-500», имитирующего длительный космический полет
Аннотация
Проведен метагеномный анализ динамики изменений состава микробиоты кишечника пяти участников эксперимента «МАРС-500». Анализировали препараты ДНК из проб фекалий, взятых до нача ла эксперимента, через 14, 30, 210, 363, 510 дней пребывания испытателей в изолированном модуле и через 2 недели после выхода из него. Таксономический состав микробиоты определяли по результатам пиросек венирования амплифицированных фрагментов генов 16S рибосомной РНК. У одного участника с помощью полногеномного секвенирования по технологии SOLiD определяли таксономический и функциональный состав микробиоты. Каждый участник имел индивидуальный состав микробиоты, относящийся к одному из трех энтеротипов. Для двух участников характерен энтеротип I с преобладанием Bacteroides, у двух дру гих выявлен энтеротип II с доминированием Prevotella. У одного участника состав микробиоты относится к смешанному типу. Установлено, что (1) в ходе эксперимента таксономический состав микробиоты каждого из участников изменялся, но без смены энтеротипа; (2) изменения в соотношении различных таксонов на блюдались через 14–30 дней, что могло быть следствием влияния стрессовых факторов уже на первом этапе эксперимента; (3) через 2 недели после выхода из модуля отмечена тенденция к восстановлению исходного состава микробиоты, однако полного восстановления не происходило. Метагеномный анализ микробиоты одного из участников показал, что, несмотря на изменения в таксономическом составе, сохранялось постоянство генного состава по большинству функциональных категорий. Предполагается, что в экосистеме кишечника каждого из участников происходила адаптивная перестройка таксономического состава микробиоты, отражающая индивидуальный ответ на воздействия условий эксперимента. При этом формировался новый сбалансированный таксономический состав микробиоты с функциональной компенсацией на уровне поддержания устойчивого генного состава в целостном сообществе без негативных последствий для состоя ния здоровья участников эксперимента.
Краткие сообщения
Стабилизация центральной части тропомиозина изменяет чувствительность актин-миозинового взаимодействия к ионам кальция
Аннотация
Показано, что мутации D137L и G126R, стабилизирующие центральную часть молекулы тропомиозина (ТМ), увеличивают максимальную скорость скольжения регулируемых актиновых филаментов в искусственной подвижной системе при высоких концентрациях Са 2+ и повышают Са 2+ -чувствительность актин-миозинового взаимодействия, обеспечивающего такое скольжение. На основе анализа опубликованных данных о структуре комплекса актин-ТМ-миозин высказано предположение, что физиологические эффекты этих мутаций в ТМ могут быть обусловлены влиянием на взаимодействия между центральной частью ТМ и определенными участками головки миозина.
Форум
Библиометрические характеристики российских научных журналов по естественным и техническим наукам по БД JCR-Science Edition, 1995–2010 гг.
Аннотация
Впервые на макроуровне, то есть без учета предметных категорий, проведен представительный эмпирический библиометрический анализ отечественных журналов, входящих в аналитическую БД Journal Citation Reports-Science Edition (JCR-SE) за период с 1995 по 2010 г. Установлено, что рост суммарного числа статей в зарубежных и отечественных журналах (в 1.8 раза по сравнению с потоком 1995 г.) существенно опережает темпы роста этого показателя для отечественных журналов (в 1.2 раза). Доля отечественных статей в мировом потоке публикаций, включенном в JCR-SE, снизилась с 2.5% в 1995 г. до 1.7% в 2010 г. Установлено снижение количества статей (на 20%), опубликованных в среднем отечественном жур нале, по сравнению с мировым потоком. Эти обстоятельства приводят к тому, что наблюдается стагнация отечественного потока научных статей (около 30 000 статей ежегодно), хотя спектр российских журналов расширился до 150 наименований. За последние 15 лет в 2 раза увеличилось значение импакт-фактора отечественного журнала, т.е. темпы роста среднего значения импакт-фактора выше, чем темпы увеличения этого показателя в мировом потоке (рост в 1.4 раза). Предлагаются меры повышения качества отечественных журналов.