Россихин В.В.1, Яковенко М.Г. 2, Корниенко Е.М. 2, Дереча Л.Н. 3

Сидоров В.И., Кургузова Н.И., Длубовская В.Л., Суворова А.Д.,

Криворучко Т.В., Божков А.И.

В институте биологии на протяжении последних 10 лет разрабатывается эпигенетическая концепция старения, согласно которой старение неспецифический интегральный процесс, который формируется как следствие накопления эпигенетической – метаболической памяти в результате непрерывного процесса адаптации. Одним из следствий этого положения является то, что с возрастом не утрачивается способность к адаптации (как принято считать), а изменяется стратегия адаптации или «варианты» адаптивного ответа. С целью развития этой концепции была разработана биологическая модель, демонстрирующая эффект метаболической памяти к токсическому действию сернокислой меди.

Суть модели сводится к тому, что у экспериментальных животных формируется резистентность к сернокислой меди. Для этого им последовательно трехкратно вводят сернокислую медь в дозе, которая соответствует LD₃₃. После этого определяют устойчивость к летальным дозам сернокислой меди спустя разное время после формирования резистентности, т. е. определяют время сохранения гормезисного эффекта.

Оказалось, что в наибольшей степи сохранялась устойчивость к летальным дозам токсиканта спустя 24 часа > 30 сут. > 15 сут. > 45 сут. необходимо отметить, что если животным предварительно не вводили сернокислую медь по адаптивной схеме, то они погибали спустя 2-6 часов. Следовательно, сохранение гормезисного эффекта зависит от времени формирования адаптивного ответа и эта зависимость не линейная. Эти результаты указывают на наличие сложных механизмов формирования метаболической памяти.

Важно то, что у старых животных гораздо дольше сохранялась метаболическая память о прошедших адаптивных процессах. Большая устойчивость и сохранение памяти об устойчивости у старых животных объясняется выбором иной стратегии адаптации. Было обнаружено, что у старых животных больше ионов меди связывалось со специфическими медесвязывающими белками в цитозоле печени, и имел место другой паттерн внутриклеточного распределения ионов меди.

На основании полученных данных предложена модель, согласно которой изменение условий существования приводит к тому, что реализуется только один из возможных альтернативных метаболических паттернов. Выбор метаболического паттерна, обеспечивающего устойчивость, определяется уже имеющимися эпигенетической и метаболической памятью.

Соколик В.В., Шатило А.В.

ГУ «Институт неврологии, психиатрии и наркологии АМН Украины», Харьков, Украина,
Sokolik67@rambler.ru

Мышечные дистрофии Дюшенна (МДД) и Беккера (МДБ) являются моногенными заболеваниями, которые связаны с целым пулом мутаций одного из крупнейших генов эукариот (DMD), кодирующего белок дистрофин (3686 а. о.). Около 98 % структуры гена DMD составляют интроны, остальная часть приходиться на 79 экзонов и 7 промоторов, регулирующих синтез изоформ белка, специфичных для различных тканей. В скелетных мышцах дистрофин расположен на внутренней поверхности мембраны миоцитов, при этом его N-концевой домен взаимодействует с актином цитоскелета, а С-концевой домен – с комплексом белков сарколеммы с формированием дистрофин-ассоциированного комплекса. Этот комплекс участвует в передаче силы мышечного сокращения и является важным компонентом, сохраняющим структуру мышечных волокон. Манифестацию генетических мутаций можно подразделить на две группы: МДД вызывают все мутации (делеции и дупликации), которые приводят к сдвигу рамки считывания, что приводит к образованию стоп-кодонов, в то время как МДБ индуцируют менее фатальные мутации (делеции и SNP), которые не нарушают структуру рамки считывания, но транслирующийся дистрофин лишь частично функционален. Примечательно, что при МДБ делеция половины гена DMD сопровождается развитием очень незначительных нарушений. Данное обстоятельство наводит на мысль о принципиальном значении для функциональности белка только его отдельных доменов, а не полноформатного полипептида.

Цель работы состояла в моделировании структурных нарушений дистрофина при ряде мутаций, ассоциированных с МДД и МДБ, анализе их эффекта на функциональность белка, а также прогнозе продолжительности жизни носителей данных мутаций.

В настоящее время экспериментальные данные имеются только для двух небольших N- и С-концевых фрагментов дистрофина: файлы 1DXX: (1-246 а. о.) и 1EG3: (3046-3306 а. о.) из PDB, а для остальной его части ничего не известно. Мы использовали разработанный ранее метод моделирования структурного шаблона белка по детерминирующей его нуклеотидной последовательности для моделирования in silico нативной и мутантных форм этого белка. Был изучен эффект 29 мелких делеций, 8 крупных делеций, 7 мелких инсерций, 2 дупликаций и 63 SNP (12 миссенс-мутаций и 51 нонсенс-мутаций). Результаты были получены в виде 3D структур и pdb. файлов полипептидов. Анализ полученных структур показал большую катастрофичность мутаций при МДД, по сравнению с МДБ, которая проявлялась в синтезе коротких, нефункциональных N-концевых фрагментов дистрофина, что сказывалось на существенном снижении продолжительности жизни пациентов (в 1,5 – 2 раза).

ВЛИЯНИЕ GSM ИЗЛУЧЕНИЯ НА СОСТОЯНИЕ И РЕАКТИВАЦИЮ АСТРОЦИТОВ НОВОРОЖДЕННЫХ И ПОЛОВОЗРЕЛЫХ КРЫС

жүктеу/скачать 2.61 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: