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.

*

В эксперименте, результаты которого опубликованы в журнале Food & Function (F&F), учёные изучали действие Rosmarinus officinalis на крысах с моделью химиотерапевтически индуцированных проблем с памятью и вниманием. Для моделирования ухудшения когнитивных функций у животных использовали препарат оксалиплатин, который широко применяется в противоопухолевом лечении.

Розмарин вводили крысам либо в виде спиртового экстракта, либо в форме наночастиц. В обоих случаях терапия снижала повреждение гиппокампа — ключевой области мозга, связанной с обучением и памятью, — и замедляла развитие поведенческих и когнитивных нарушений.

Анализ показал, что розмарин восстанавливал антиоксидантную защиту нервной ткани, уменьшал воспаление и подавлял активацию молекулярных механизмов, которые связаны с гибелью нейронов. Кроме того, активировался сигнальный путь Wnt/β-катенин.

Этот путь играет важную роль в поддержании структуры и функций мозга. При этом противоопухолевая эффективность оксалиплатина не снижалась.

Авторы исследования подчёркивают, что розмарин давно используется в традиционной медицине. Однако полученные данные впервые подробно раскрывают его потенциальное защитное действие на мозг при химиотерапии.

Результаты, хотя и получены пока только на животных, указывают на перспективность использования пищевых растений в качестве вспомогательных средств, которые могут снижать неврологические побочные эффекты лечения.

Исследование проводилось на крысах, получавших рацион с высоким содержанием жиров и фруктозы, что имитировало «западный» тип питания. Учёные изучили действие муки и масла чиа и обнаружили, что у животных, получавших эти продукты, произошли изменения в активности генов, связанных с чувством насыщения.

Масло чиа усилило работу нейронных сигнальных путей, которые подавляют аппетит, а мука чиа активировала антиоксидантные механизмы в мозге. При этом оба продукта снизили активность ключевых провоспалительных маркеров.

Авторы исследования подчёркивают, что особенно важную роль могут играть фенольные соединения чиа и омега-3 жирные кислоты. Они способны взаимодействовать с рецепторами, которые участвуют в регуляции аппетита, что объясняет снижение признаков воспаления и нарушений сигнальной передачи, вызванных нездоровым рационом, при добавлении чиа.

Исследователи отмечают, что работа была проведена на животных и не доказывает аналогичный эффект у людей. Однако результаты указывают на потенциальную роль семян чиа как функционального продукта, который может поддерживать баланс между чувством сытости, воспалением и окислительным стрессом в условиях избыточного и несбалансированного питания.

Исследователи изучили данные свыше 54 тысяч взрослых, за которыми наблюдали почти три десятка лет. Их выводы были опубликованы в журнале Alzheimer’s & Dementia (A&D).

Анализ продемонстрировал, что нитраты, которые поступают в организм с овощами, ассоциируются со снижением риска деменции. В то же время нитраты и нитриты, содержащиеся в питьевой воде, переработанном мясе и продуктах животного происхождения, напротив, связаны с повышением этого риска.

Особенно интересным оказалось влияние питьевой воды: даже при концентрациях нитратов ниже установленных нормативов риск развития деменции оказывался выше, чем у людей, получавших меньше нитратов из воды. Исследователи объясняют эти различия присутствием сопутствующих веществ.

Овощи содержат антиоксиданты и витамины, которые способствуют превращению нитратов в оксид азота — соединение, полезное для сосудов и мозга. В воде и мясных продуктах таких защитных компонентов нет, а в мясе дополнительно присутствуют вещества, которые могут усиливать образование потенциально вредных соединений.

Авторы подчёркивают, что их работа представляет собой наблюдательное исследование и не доказывает прямую причинно-следственную связь. Однако результаты указывают на ранее недооценённый фактор риска развития деменции и подчёркивают важность не только количества, но и источника нитратов в рационе.

Ранее учёные сообщали, что люди с ожирением и повышенным давлением более подвержены развитию деменции.

Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Nutrition. Планетарная диета основана на употреблении овощей, фруктов, цельных злаков, бобовых, орехов и растительных масел, а также ограничивает красное мясо, сахар и ультрапереработанные продукты.

Участникам исследования присваивали баллы по индексу PHDI в зависимости от структуры рациона. Данные о сне собирали во время очных интервью, при этом оценивали как субъективное качество сна, так и его продолжительность.

Анализ показал, что пожилые люди, которые придерживаются планетарной диеты, чаще сообщают о хорошем сне и адекватной его длительности. Каждый дополнительный балл по индексу питания увеличивает вероятность качественного сна на 4–5 процентов.

Наиболее заметный эффект наблюдался у тех, кто сочетал такой рацион с регулярными физическими упражнениями. Авторы подчёркивают, что исследование носит наблюдательный характер и не доказывает прямую причинно-следственную связь.

Однако результаты указывают на то, что устойчивые модели питания, ориентированные на растительные продукты, могут быть полезны не только для метаболического и сердечно-сосудистого здоровья, но и для качества сна. Ранее стало известно, что питание с упором на растительные продукты может снижать риск развития хронической болезни почек.