Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

Японские ученые впервые вырастили слюнные и слезные железы в пробирке

Кормление мыши

Японские ученые впервые вырастили слюнные и слезные железы в пробирке

19:51 01/10/2013
Наблюдая за формированием различных слоев слюнных и слезных желез, авторам статьи удалось выделить особый набор из белков и прочих сигнальных молекул, дирижирующих их развитием.
Японские биологи впервые смогли вырастить слюнные и слезные железы из особых культур-"заготовок" и пересадить их в тело живой мыши, что свидетельствует о возможности использования таких органов для замены поврежденных частей тела, говорится в двух статьях, опубликованных в журнале Nature Communications.

В последние годы ученые активно пытаются создать "копии" органов человека и животных, используя как эмбриональные стволовые клетки, так и специальные заготовки из взрослых стволовых клеток (ASC), способные превращаться в разные компоненты тканей. Так, в июле 2013 года японские биологи под руководством Хидэки Танигути смогли вырастить искусственный аналог печени и "подключить" его к кровеносной системе мыши.

Такаши Цудзи (Takashi Tsuji) из университета Кейо в Токио (Япония) и его коллеги добавили к числу таких проектов сразу два органа — слюнные и слезные железы, изучив процесс формирования этих желез внутри зародыша мыши. Наблюдая за формированием различных слоев этих органов, авторам статьи удалось выделить особый набор из белков и прочих сигнальных молекул, дирижирующих их развитием.

Используя этот "коктейль", группа Цудзи вырастила несколько слюнных и слезных желез в пробирке, на что у них уходило всего около 3-5 дней. Убедившись в полноценности этих органов, ученые попытались пересадить их в тело мышей, у которых данные железы не функционировали.

По их словам, органы прижились буквально через несколько дней после операции и остановили потерю веса и зрения, которые наблюдались у грызунов с поврежденными слюнными и слезными железами. В частности, все грызуны с пересаженными слюнными железами выжили, тогда как все их сородичи в контрольной группе погибли через пять дней после начала эксперимента.

Результаты этих исследований говорят о реалистичности использования таких "заготовок" в качестве "запчастей", способных заменить некорректно функционирующий орган уже в ближайшем будущем, заключают Цудзи и его коллеги.

Власти Японии одобрили проведение первых в мире клинических испытаний iPS-клеток

Оригинал взят у tokyo_hatsu в Власти Японии одобрили проведение первых в мире клинических испытаний iPS-клеток

Министерство здравоохранения, труда и благосостояния Японии сегодня дало официальное разрешение на проведение в стране первых в мире клинических испытаний по пересадке человеку органов, выращенных из многофункциональных стволовых клеток /iPS-клеток/. Об этом сообщают местные СМИ.
Collapse )


photo: стопкадр NHK

Япония намерена наращивать экспорт технологий регенеративной медицины

Оригинал взят у tokyo_hatsu в Япония намерена наращивать экспорт технологий регенеративной медицины

Япония намерена в ближайшие годы серьезно расширить экспорт своих передовых технологий регенеративной медицины на фоне растущего интереса к этой перспективной области. Об этом сегодня сообщила японская общенациональная газета "Иомиури".
Collapse )


photo: getnews.jp

Японские биологи впервые смогли вырастить яйцеклетки из стволовых клеток и получить потомство

Оригинал взят у tokyo_hatsu в Японские биологи впервые смогли вырастить яйцеклетки из стволовых клеток и получить потомство
Японские исследователи впервые в истории науки смогли вырастить яйцеклетки из стволовых клеток, оплодотворить их и добиться рождения здорового потомства у лабораторных мышей. О результатах своих сенсационных исследований они подробно рассказывают сегодня в электронном выпуске научного журнала "Сайенс".

Collapse )

Гемопротеины, Часть 2


Особенности атомной структуры активных центров гемопротеинов

Активные центры гемпротеинов содержат в своей основе макроциклические комплексы – гемы, но отличаются от множества других макроциклов наличием уникальной сопряженной p-системы. Именно ароматичность гемов и определяет их электронодонорные свойства за счет распределения локальных зарядов по ароматическим орбиталям [311], а это является ключевым моментом в функционировании большинства классов гемопротеинов. Не только ароматическая сопряженность, но и остальные особенности электронной структуры активных центров обусловлены, прежде всего, их геометрией, поэтому необходимо более подробно остановится на ее характеристике.   

Гемоглобин и миоглобин - это два родственных белка. Гемоглобин состоит из 4-х субъединиц, каждая из которых содержит одну гем-группу. Миоглобин похож на одну из субъединиц гемоглобина, поскольку содержит в своем составе лишь один гем. Молекула гема как бы вставлена внутрь структуры миоглобина. При этом с водой контактирует только ребро гема, погруженной в белок, как в своего рода корзину, образованную двумя a-спиралями и выстланную гидрофобными боковыми цепями аминокислот. С обеих сторон плоскости гема, “над” и “под” атомами железа, располагаются имимдазольные кольца двух остатков гистидина (His). Один занимает восьмое положение в a-спирали и наиболее приближенный к атому железа, называют проксимальным. Атом азота его имидазольного кольца находится в контакте с атомом железа, так что можно думать об образовании между ними ковалентной связи. Другой остаток гистидина, занимающий седьмое положение в a-спирали, называют дистальным, так как он относительно удален от атома железа. Между ними имеется свободное пространство - карман, в котором и размещается молекула кислорода. При этом один из ее атомов непосредственно подходит к железу, другой – к имидазольному кольцу  дистального гистидина. Таким образом, вокруг двухвалентного железа гема пять координационных мест заняты атомами азота, одно – приходящим в карман лигандом: молекулой воды в не окисленном состоянии или молекулой кислорода в окисленной форме (либо окисью углерода, азота, цианидом).

Принято следующее, весьма огрубленное, описание цепи событий, сопровождающих присоединение молекулы кислорода к какой либо из субъединиц гемоглобина [305]. Молекула кислорода проникает внутрь субъединицы и размещается между железом гема и имидазольной группой дистального His, которая, видимо, образует с одним из атомов кислорода водородную связь. Присоединение кислорода изменяет электронное состояние атома железа, который до этого находился как  бы “над” плоскостью гема, а теперь смещается на 0,4 – 0,8 Å, приближаясь к кислороду и втягиваясь в плоскость порфиринового кольца. Это движение приводит к соответствующему смещению имидазола проксимального His, с которым связан атом железа и амплитуда этого движения составляет примерно 0,75Å. Роль 6-го лиганда в этом случае решающая, что мы объясняем в Главе V данной работы. Смещение затем передается другим частям белковой цепи, в которую входит His, в частности, происходит большой сдвиг фенольной боковой цепи, содержащей тирозин. А это, в свою очередь, вызывает различные смещенния атомов в соседних субъединицах, что и оказывает влияние на способность к связыванию кислорода гем-группами в них. Так, движение атома железа гем-группы в одной субъединице гемоглобина действует как “спусковой механизм”, который запускает в движение существенные структурные изменения в других субъединицах [305].

Окончательно не решен вопрос о геометрии связи Fe – O2. Возможны три варианта структуры: наименее реально линейное строение и такие структуры еще не обнаружены, боковое расположение должно быть таким же, как и в простых комплексах кислорода с другими металлами, но наиболее вероятным кажется расположение молекулы кислорода под углом к плоскости порфиринового кольца [188, 295].


Источник:
Романова Т. А. СРАВНИТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АТОМНОЙ И ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУР АКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ ГЕМОПРОТЕИНОВ С УЧЕТОМ ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ  Дисс. на соискание степени доктора биологических наук, СО РАН, Красноярск, 2004, 327 с.

Гемопротеины, Часть 1




ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГЕМОПРОТЕИНОВ
 
Один из наиболее важных способов связывания металлических ионов – образование комплексов с макроциклическими лигандами, которые называются порфиринами [267]. Производные порфина отличаются друг от друга расположением заместителей по периферии системы, а замещение внутренних атомов водорода металлическими ионами, такими как железо, магний, цинк, никель, кобальт, медь и пр. приводит к образованию металлопорфиринов. Производное порфирина - протопорфирин IX имеет в составе четыре метильные группы, две винильные и два остатка пропионовой кислоты. Хелатный комплекс протопорфирина с Fe (II) называется протогемом или просто гемом, аналогичный комплекс с Fe (III) – гемин или гематин (Рис.I.1). В геме четыре лигандные группы порфирина образуют комплекс с железом, имеющий плоское строение, а оставшиеся пятая и шестая координационные связи железа расположены перпендикулярно плоскости порфиринового кольца [271].

Уникальность атомной и еще в большей степени электронной структур активных центров гемсодержащих белков не вызывает сомнения и этот вопрос подробно освещен в главе IV данной работы. Именно структурная гомологичность активного центра, объединяет в общий класс функционально различные группы белков. Речь идет о гемопротеинах, участвующих в транспорте электронов (цитохромы электронтранспортной цепи, b5); гемопротеинах, выполняющих роль ферментов (группа цитохромов Р-450, NO-синтаза, каталаза и пр.) и гемопротеинах, связывающих лиганды в составе специфических клеток (гемоглобин, миоглобин).

В физиологических условиях гем-содержащие белки выполняют ряд ключевых каталитических и транспортных функций, обеспечивающих стабильность клеточного метаболизма и гомеостаз организма в целом. Повышение концентрации или появление вообще конкурентных ингибиторов снижает специфическую активность гемопротеинов, как и ферментов других классов, что в конечном итоге отражается на физиологических функциях клеточного или часто организменного уровней. Стоит отметить, что механизм ингибирования реализуется, прежде всего, на молекулярном уровне, а если быть более точными, на уровне межэлектронного взаимодействия, равно как и воздействие ферментативных эффекторов. Таким образом, результаты исследований биологических молекул, полученные на атомном и электронном уровне вполне способны играть ключевую роль в интерпретации многих физиологических эффектов регулирующего действия эндогенных и экзогенных факторов.


Источник:
Романова Т. А. СРАВНИТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АТОМНОЙ И ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУР АКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ ГЕМОПРОТЕИНОВ С УЧЕТОМ ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ  Дисс. на соискание степени доктора биологических наук, СО РАН, Красноярск, 2004, 327 с.




последствия проблемных родов: результаты исследования



Проблемные роды накладывают отпечаток на ребенка. Скорее всего, у таких детей будут в дальнейшем проблемы с поведением, включая агрессивные проявления, по сравнению с детьми, рожденными вследствие кесарева сечения, показало китайское исследование, проведенной группой ученых под руководством профессора Лю Янмена из Научного центра здоровья Пекинского университета.

Исследователи связывают проблемное поведение с повышенным уровнем кортизола, гормона, вырабатываемого во время стрессовых или проблемных родов, сообщает NEWSru.com.

Кстати, ранее проводившиеся изыскания выявили, что уровень кортизола в пуповинной крови гораздо снижен у детей-кесарят. Далее идут естественные роды. А вот наиболее высокие показатели были у детей, которые родились естественным путем, но при непосредственной помощи врачей. Одновременно с этим, высокий уровень кортизола связывался с психопатологиями в детском возрасте.

Последнее же изыскание задействовало 4190 детей, рожденных в южных провинциях Китая – Чжэцзян и Цзянсу. Эксперты оценивали детское поведение, когда маленьким участникам исследования было 4-6 лет. Ученые искали, в первую очередь, признаки замкнутости, тревожности, депрессивности, проблем с концентрацией, преступного или агрессивного поведения.

В итоге оказалось, что подобные проблемы реже всего встречались у кесарят. А вот чаще всего отмечались у детей, рожденных с проблемами. Кстати, в самом Китае в данный момент кесарево сечение становится все более популярной процедурой, преимущественно в богатых семьях.

японцы создали зеркало, измеряющее температуру тела смотрящего в него человека

Нобелевскую премию в области физиологии и медицины 2010 года - создателю ЭКО



Хорошая новость:
"Нобелевскую премию в области физиологии и медицины получил Роберт Эдвардс, создавший технологию искусственного экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).

Своими исследованиями по зачатию детей ученый начал заниматься с 1960-х годов. Уже в 1968 году ему удалось оплодотворить яйцеклетку человека в лабораторных условиях. Далее Эдвардс вместе с коллегами усовершенствовал технологию извлечения яйцеклеток из матки и саму методику оплодотворения.

Это позволило провести первое успешное ЭКО в Великобритании при содействии гинеколога Патрика Кристофера Стептоу. В итоге появился первый ребенок "из пробирки". Им оказалась девочка Луиз Джой Браун. Родилась она 25 июля 1978 года, а выросла здоровым и нормально развитым ребенком. Примечательно: в свою очередь, в 2007 году она сама родила мальчика при помощи искусственного оплодотворения."

А вот это настораживает? Так просто совпало, что и она имела серъезные проблемы или это результат ЭКО (психологический или биологический)? Ну посмотрим как остальные "детки из пробирок" размножаться будут. Надеюсь это не новый такой сорт людей, что продолжают род исключительно через in vitro.