Учёные разгадали тайну сортировки белков в эпителиальных клетках

Для правильного функционирования клеток необходимо точное распределение белков на этих поверхностях. Дефекты в таком распределении могут приводить к различным заболеваниям, включая рак.

Долгое время оставалась загадкой, каким образом белки, предназначенные для апикальной поверхности, сортируются и доставляются туда. Эти белки не имеют характерных фрагментов, указывающих на адрес доставки, как у боковых белков.

Исследователи предположили, что сортировка апикальных белков происходит на основании их физических характеристик, в частности по размеру цитоплазматических доменов. Этот процесс происходит в аппарате Гольджи, который выполняет роль «почтовой службы» для доставки белков к нужным участкам клетки.

Для проверки гипотезы были изменены размеры хвостов трёх репрезентативных апикальных белков и проанализирована их дальнейшая сортировка. Эксперименты показали, что удлинение цитоплазматических хвостов нарушает процесс сортировки белков: они больше не попадают на апикальную поверхность, а доставляются к боковым участкам клетки.

Это наблюдение подтвердило теорию, что короткие хвосты необходимы для правильной транспортировки к апикальной мембране. Также исследование выявило, что аппарат Гольджи сортирует белки по размеру, разделяя крупные и мелкие белки в разные области, что объясняет точность доставки.

Наблюдения с помощью микроскопии сверхвысокого разрешения показали, что длинные цитоплазматические хвосты блокируют доступ к специализированным областям Гольджи, ответственным за апикальную транспортировку. Открытие этого механизма является важным шагом в понимании того, как клетки распределяют поляризованные белки.

В дальнейшем это поможет изучить нарушения в этом процессе, связанные с такими заболеваниями, как рак. *Исследование опубликовано в журнале Nature Cell Biology.

*

Материал, который они получили, отличается прозрачностью, прочностью и биосовместимостью, что делает его перспективным для лечения тяжёлых заболеваний глаз. Статью с результатами исследования опубликовали в журнале Materials amp; Design (Mamp;D).

Роговица — это передняя прозрачная часть глаза, она важна для формирования изображения. Из-за отсутствия кровеносных сосудов роговица плохо восстанавливается после повреждений.

При серьёзных заболеваниях пациентам часто нужна пересадка донорской роговицы, однако такие операции зависят от наличия доноров и могут сопровождаться длительными ожиданиями. Учёные из Университета Гранады предложили альтернативный метод.

Они использовали чешую обычных рыб, например карпа, и преобразовали её в прозрачные и устойчивые биоматериалы, которые подходят для изготовления роговичных имплантатов. Лабораторные исследования показали, что материал хорошо взаимодействует с тканями и может применяться для восстановления и регенерации роговицы.

Эксперименты на животных также продемонстрировали положительные результаты после имплантации. Авторы работы считают, что разработка может стать более доступной альтернативой традиционной трансплантации.

Ранее учёные выяснили, что сигаретный дым ускоряет старение клеток глаза.

Согласно новому исследованию, сваренный кофе и некоторые его компоненты могут влиять на белок-рецептор NR4A1, который участвует в регуляции клеточной реакции на стресс и воспаление. Статья опубликована в журнале Nutrients.

Ранее в эпидемиологических исследованиях было установлено, что употребление кофе связано с более низкой смертностью и меньшим риском возрастных заболеваний. Однако молекулярные механизмы этого эффекта оставались недостаточно изученными.

Новое исследование позволяет частично объяснить, каким образом компоненты напитка могут воздействовать на организм. Учёные изучили взаимодействие кофе и его основных соединений с рецептором NR4A1.

В экспериментах анализировались вещества, характерные для кофейных зёрен, включая кофейную, феруловую и хлорогеновую кислоты, пара-кумаровую кислоту, кахвеол и кафестол. Результаты показали, что эти соединения могут связываться с NR4A1 и изменять активность клеточных процессов, зависящих от этого рецептора.

Авторы отмечают, что NR4A1 играет важную роль в реакции организма на стресс и воспаление. Изменение активности этого рецептора может влиять на работу генов и белков, связанных с воспалительными процессами.

При этом различные вещества действовали по-разному: основные полифенолы кофе демонстрировали выраженное взаимодействие с рецептором, в то время как кофеин и хинная кислота проявляли более слабую и непостоянную активность. Ранее учёные выяснили, что употребление улуна и зелёного чая снижает риск развития депрессии.

Это стало возможным благодаря разработке исследователей из Университета Кобе. Их система анализирует снимки тыльной стороны руки и сжатого кулака.

Результаты опубликованы в журнале The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism (JCEM). Акромегалия — это болезнь, которая возникает из-за избыточной выработки гормона роста.

Обычно она развивается в среднем возрасте. У человека постепенно увеличиваются кисти и стопы, могут возникать головные боли и изменения внешности.

Из-за медленного появления симптомов диагноз часто ставят только через 10 лет после начала болезни. Без лечения акромегалия может сократить продолжительность жизни примерно на 10 лет.

В исследовании участвовали 725 человек из 15 медицинских центров Японии, примерно у половины из них была диагностирована акромегалия. Учёные использовали более 11 тысяч фотографий для обучения алгоритма машинного обучения.

Система смогла выявлять заболевание с высокой точностью. Если алгоритм показывал положительный результат, вероятность наличия болезни составляла около 88 процентов.

При отрицательном результате вероятность отсутствия заболевания достигала 93 процентов. В некоторых случаях модель даже превосходила по точности специалистов-эндокринологов, которым показывали те же изображения.

Исследователи считают, что использование фотографий рук может стать удобным способом раннего скрининга заболевания. Такой метод не требует сложного оборудования и не затрагивает конфиденциальность, как анализ фотографий лица.

Этот эффект связан с необычным механизмом, который зависит от работы эритроцитов. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Metabolism (CM).

Ранее учёные, которые изучают закономерности в популяциях, обнаружили, что у людей, живущих в высокогорных районах, диабет развивается реже. Однако причины этого явления были неизвестны.

Чтобы разобраться в механизме, исследователи провели эксперименты на мышах с диабетом первого и второго типа. Животных поместили в условия с пониженным содержанием кислорода, чтобы имитировать высокогорье.

Оказалось, что в условиях гипоксии эритроциты начинают активно поглощать глюкозу из крови. Поглощение сахара увеличилось примерно в три раза, и уровень глюкозы в крови заметно снизился.

Красные кровяные клетки фактически стали своеобразной «губкой», которая временно забирает избыток сахара из кровотока. Дополнительные эксперименты показали, что специальное вещество, которое имитирует эффект высокогорья, также снижает повышенный уровень сахара у мышей с диабетом.

По словам учёных, это открытие указывает на новую роль эритроцитов в регуляции обмена глюкозы. Это может помочь в разработке новых методов лечения диабета.

Но пока результаты получены только в экспериментах на животных и требуют дальнейших исследований.