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.

*

Об этом «Ленте.ру» рассказали в пресс-службе учебного заведения.

В основе инновации лежит применение микроРНК-200a — небольшой молекулы, контролирующей работу генов, которые связаны с воспалением и клеточным стрессом. При заболеваниях печени эти механизмы нарушаются.

Для доставки молекулы прямо в клетки печени исследователи использовали специальные наночастицы, которые в десятки тысяч раз меньше толщины человеческого волоса. Эти частицы защищают вещество в крови и обеспечивают его постепенное высвобождение внутри клеток.

Эффективность технологии проверили на двух моделях. В случае острого повреждения печени, например, при передозировке парацетамолом, метод снизил разрушение тканей и ускорил восстановление клеток.

При хроническом повреждении — фиброзе — лечение уменьшило накопление рубцовой ткани и улучшило функции печени. Авторы подчёркивают, что метод воздействует на несколько ключевых процессов болезни и запускает естественные механизмы восстановления.

Учёные намерены продолжить исследования, чтобы оценить безопасность и эффективность технологии перед возможным применением у людей. Ранее специалисты выяснили, что фрукты и орехи защищают печень от неалкогольной жировой болезни.

В метаанализе были обобщены результаты 20 исследований, в которых приняли участие более 182 тысяч человек. В выборке зафиксировали свыше 24,6 тысячи случаев преддиабета.

Выяснилось, что у людей с более высоким потреблением фруктов и овощей вероятность развития этого состояния была примерно на 18 процентов ниже по сравнению с теми, кто ест их реже. Однако результаты оказались неоднородными.

Наиболее выраженная связь наблюдалась в перекрёстных исследованиях, где фиксируется состояние здоровья и питание в один момент времени. В более надёжных долгосрочных наблюдениях статистически значимого эффекта выявить не удалось.

Снижение риска оказалось заметным в основном у мужчин, тогда как у женщин такой зависимости не обнаружили. Исследователи подчёркивают, что фрукты и овощи богаты клетчаткой, витаминами и антиоксидантами, которые могут влиять на уровень сахара в крови и чувствительность к инсулину.

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Physiology (JP). В работе приняли участие почти 500 детей, чьи матери подвергались разному уровню загрязнения воздуха во время беременности.

Выяснилось, что у детей, которые в первом триместре подверглись более высокому воздействию загрязняющих веществ, показатели речевого развития в 18 месяцев были в среднем на 5–7 пунктов ниже. Особенно заметно это было у недоношенных детей.

У них высокое воздействие загрязнения на протяжении всей беременности было связано с более низкими показателями моторного развития — в среднем на 11 пунктов ниже по сравнению с детьми, которые подвергались меньшему воздействию. Учёные подчёркивают, что речь идёт о загрязнителях, связанных с транспортом, таких как диоксид азота и мелкие твёрдые частицы.

Уровни загрязнения в исследовании соответствовали действующим нормам, но превышали более строгие рекомендации Всемирной организации здравоохранения. Авторы работы отмечают, что первые этапы развития — от зачатия до двух лет — критически важны для формирования мозга.

По их мнению, даже «допустимые» уровни загрязнения воздуха могут влиять на развитие ребёнка.

В исследовании приняли участие более 19 тысяч человек старше 65 лет, за которыми наблюдали в течение 11 лет. За этот период было зафиксировано почти 2 тысячи случаев сердечно-сосудистых событий.

Анализ показал, что у людей, у которых впоследствии были диагностированы сердечно-сосудистые заболевания, ухудшение памяти, скорости мышления и речевых навыков начиналось за 3–8 лет до постановки диагноза. Особенно заметно было снижение общей когнитивной функции и скорости обработки информации.

Аналогичная динамика наблюдалась перед инсультом, сердечной недостаточностью и тяжёлыми формами ишемической болезни сердца. Это указывает на возможную связь между состоянием мозга и будущими проблемами с сердцем.

Авторы исследования подчёркивают, что такие изменения могут служить ранним сигналом риска. Они считают, что регулярная оценка когнитивных функций у пожилых людей может помочь выявлять сердечно-сосудистые заболевания на более ранних стадиях и своевременно принимать меры.