Нейрокампус

С 17 по 19 октября в Москве состоялась всероссийская конференция с международным участием «Биохимия человека 2024», которая была приурочена к 100-летию со дня рождения Темирболата Темболатовича Березова, основателя кафедры биохимии РУДН. В рамках конференции была проведена секция «Биохимия мозга», со-организатором которой был Всеволод Белоусов, руководитель проекта Нейрокампус.

В своей лекции он рассказал об одной из научных тематик Нейрокампуса — термогенетике — области синтетической биологии, в рамках которой функционирование живых систем можно регулировать за счет температуры, воздействуя на температурочувствительные белки. В отличие от оптогенетики, в которой воздействие на чувствительные белки опосредовано видимым светом, в термогенетике для передачи сигнала используется нагревание, например, при помощи инфракрасного лазера. Отметим, что, помимо термочувствительных каналов, реагирующих на горячее, существуют и каналы, реагирующие на холодное. При этом температурочувствительные каналы экспрессируют далеко не все клетки организма животных: например, собственных температурочувствительных каналов в клетках мозга нет. Но есть организмы, которые нашли для своих термочувствительных белков очень необычное и жизненно важное для них применение, например, змеи.

Змеи используют термочувствительные каналы, которые экспрессируют клетки особых органов, локализованных на голове, для поиска теплокровных животных, которые могут быть потенциальной добычей. Всеволод показал, как с помощью экспрессии термочувствительных каналов змей можно наделить клетки животных способностью реагировать на температуру. Активность температурочувствительных каналов в клетках сопровождается резким повышением уровня кальция в цитозоле, что можно визуализировать, как и было наглядно продемонстрировано в рамках доклада. Кроме того, в докладе был освещен успешный опыт экспрессии температурочувствительных каналов в растениях. Как и клетки животных, растительные клетки, экспрессирующие эти каналы, отвечали на тепловой сигнал быстрым повышением концентрации кальция в цитозоле.

У человека тоже есть термочувствительные каналы: именно благодаря им мы, например, отдергиваем руку при прикосновении к слишком горячему предмету. Как отметил Всеволод, термочувствительные каналы человека обладают способностью реагировать на специфические растительные алкалоиды: так, ментол, который содержится в листьях и побегах мяты, субъективно воспринимается нами как что-то холодное, а капсаицин, который содержит перец чили, мы ощущаем как что-то горячее.

В конце доклада Всеволод подчеркнул, что последние исследования человеческих генов, кодирующих температурочувствительные белки, показали возможность их направленной экспрессии в определенных клетках благодаря адресной доставке кодирующих их генов в составе векторов на основе аденоассоциированного вируса. Надеемся, что скоро термогенетика сможет найти применение в медицине!

www.group-telegram.com/us/neurocampus2030.com/429

5.2K viewsOct 23, 2024 at 06:59

С 17 по 19 октября в Москве состоялась всероссийская конференция с международным участием «Биохимия человека 2024», которая была приурочена к 100-летию со дня рождения Темирболата Темболатовича Березова, основателя кафедры биохимии РУДН. В рамках конференции была проведена секция «Биохимия мозга», со-организатором которой был Всеволод Белоусов, руководитель проекта Нейрокампус.

В своей лекции он рассказал об одной из научных тематик Нейрокампуса — термогенетике — области синтетической биологии, в рамках которой функционирование живых систем можно регулировать за счет температуры, воздействуя на температурочувствительные белки. В отличие от оптогенетики, в которой воздействие на чувствительные белки опосредовано видимым светом, в термогенетике для передачи сигнала используется нагревание, например, при помощи инфракрасного лазера. Отметим, что, помимо термочувствительных каналов, реагирующих на горячее, существуют и каналы, реагирующие на холодное. При этом температурочувствительные каналы экспрессируют далеко не все клетки организма животных: например, собственных температурочувствительных каналов в клетках мозга нет. Но есть организмы, которые нашли для своих термочувствительных белков очень необычное и жизненно важное для них применение, например, змеи.

Змеи используют термочувствительные каналы, которые экспрессируют клетки особых органов, локализованных на голове, для поиска теплокровных животных, которые могут быть потенциальной добычей. Всеволод показал, как с помощью экспрессии термочувствительных каналов змей можно наделить клетки животных способностью реагировать на температуру. Активность температурочувствительных каналов в клетках сопровождается резким повышением уровня кальция в цитозоле, что можно визуализировать, как и было наглядно продемонстрировано в рамках доклада. Кроме того, в докладе был освещен успешный опыт экспрессии температурочувствительных каналов в растениях. Как и клетки животных, растительные клетки, экспрессирующие эти каналы, отвечали на тепловой сигнал быстрым повышением концентрации кальция в цитозоле.

У человека тоже есть термочувствительные каналы: именно благодаря им мы, например, отдергиваем руку при прикосновении к слишком горячему предмету. Как отметил Всеволод, термочувствительные каналы человека обладают способностью реагировать на специфические растительные алкалоиды: так, ментол, который содержится в листьях и побегах мяты, субъективно воспринимается нами как что-то холодное, а капсаицин, который содержит перец чили, мы ощущаем как что-то горячее.

В конце доклада Всеволод подчеркнул, что последние исследования человеческих генов, кодирующих температурочувствительные белки, показали возможность их направленной экспрессии в определенных клетках благодаря адресной доставке кодирующих их генов в составе векторов на основе аденоассоциированного вируса. Надеемся, что скоро термогенетика сможет найти применение в медицине!

BY Нейрокампус