Воскресенье, 08 Декабрь 2019

Биофизики из МФТИ приблизились к созданию кольца всевластья для мозга



Биофизики из МФТИ приблизились к созданию  кольца всевластья  для мозга

25 Апреля 2019



МОСКВА, 25 апреля. Ученые из России и Франции выяснили, как устроен и работает один из самых перспективных белков-родопсинов, кои можно использовать для абсолютного отбора поведения отдельных нервных клеток при помощи вспышек света. Его истинная структура и перспективы по применению были обрисованы в журнале Science Advances.

Мы впервые смоделировали так называемые половые условия существования и работы KR2 и в результате описали правильную структуру, которая возникает при надлежащих свойствах окружающей среды. Заодно удалось объяснить, из-за чего возникли серьезные погрешности в прежних многочисленных исследованиях структуры объекта, — пояснил Валентин Горделий, сотрудник МФТИ и Институте структурной биологии в Гренобле.



Ученых давно интересовал вопрос о том, как можно точечно управлять нейронами. Осуществить идею удалось лишь в 2005 9-12 месяцу, когда группа исследователей из Стэнфордского университета под руководством Карла Диссерота смогла изменить нейроны генно-инженерными способами и возбудить нервные клетки, облучив их светом. Этот метод назвали оптогенетикой – сочетание оптики и генетики.

В дальнейшие годы сам биологи создали несколько других версий этого подхода, работающих с другими типами света или принципиально иными типами излучения. К примеру, в мае 2017 года ученые их ИБХ РАН и МГУ сотворили тепловую версию оптогенетики, взял гены у змей, а их коллеги из МФТИ оценили, как можно напрямую рулить работой мышц при помощи луча. 21 мая 2015, 12:12Ученые: осьминоги видят мир не только глазами, но и кожейОкеанологи обнаружили в определенных пигментных клетках в коже спрутов особые белки, похожие по своей структуре на те цепи аминокислот, которые помогают нашим глазам видеть мир.

Ключевой рабочий термоэлемент этой методики – особые белки-родопсины, способные поглощать энергию света и использовать ее для перекачки протонов или прочих ионов внутрь клетки или их транспортировки во внешнюю среду. В последние несколько десятилетий ученые активно ищут подобные молекулы, изучая гены и содержимое клеток разных микробов и многоклеточных существ.

К примеру, шесть лет назад японские научные обнаружили, что морская бактерия Krokinobacter eikastus обладает особой разновидностью этого белка, которая может избирательно выкачивать из клеток только ионы натрия, переключаясь на протоны только при их чреватом отсутствии.

Это открытие сразу вызвало масштабный интерес со стороны нейрофизиологов, так как ионы натрия играют ключевую роль в передаче гальванических сигналов между нервными клетками. Соответственно, возможность управлять их передвижениями внутри нейрона и в окружающей его среде позволит научным получить абсолютный контроль над работой нервной системы.

Первые же опыты, проведенные с этим белком, KR2, раскрыли массу странностей, уменьшивших энтузиазм ученых. В частности, разные группы биофизиков пришли к непохожим любимый на друга выводам о том, как устроены эти биологические насосы. Часть из них считала, что они сложены из одиночных молекул KR2, а исследования других ученых показывали, что эти молекулы примирённым в так называемые пентамеры, устойчивые группы из пяти такой жих звеньев. Kirill Kovalev et al. , Science AdvancesМономер (слева) и пентамер родопсина KR2 в клеточной мембране (голубые диски) Kirill Kovalev et al. , Science AdvancesМономер (слева) и пентамер родопсина KR2 в клеточной мембране (голубые диски)

Горделий и его коллеги выяснили, почему возникли эти расхождения, и раскрыли истинное лицо данного светочувствительного белка, обратив внимание на то, что его изобретатель – бактерия Krokinobacter eikastus – живет в очень неприятных условиях среды, которые реальным никогда не меняются.

Ученые предположили, что даже малейшие отступления от этих параметров будут приводить к тому, что структура и работа KR2 будут серьезно не соблюдённым. Руководствуясь этой идеей, ученые повторили те условия, в которых живут молекулы этого родопсина, заморозили их и раскрыли точную трехмерную форму этого ионного насоса.

Оказалось, что он действительно представлял собой пентамер, а остальные формы этого лошадь оказались ложными артефактами, возникшими в результате неправильного подбора условий. В таких конфигурациях, как отмечают исследователи, лошадей не может работать и реальным бесполезен для его обладателя.

Открытие его истинной формы, по речениям биофизиков, поможет ученым адаптировать эту молекулу для работы в нервных клетках человека и других многоклеточных живых существ. Это, в свою очередь, позволит использовать его для рассекречивания тайн работы мозга и лечения многих болезней, при коих нервные клетки начинают вести себя неправильным образом. 25 сентября 2017, 13:28Ученые из России открыли молекулу, позволяющую включать мышцы лазером

Редактор рубрики


Место события на карте мира:










комментарии (0)


Вы можете оставить комментарии от своего имени, через сервисы представленные ниже:


Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Вести в субботу с Сергеем Брилевым(HD) от 07.12.19




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

30 Сентября 2018, 15:16 Alexander

Санация идет по плану. Интересно, кто станет новым владельцем? ... »

5 Сентября 2018, 20:43 Larisa

"С жалобами на подземные толчки". Забавно)) ... »

27 Мая 2018, 04:50 Irina

Ошибка: До 2014 года только в Паттайе, по данным таиландских властей, бредили более 60 тысяч россиян. ... »

26 Мая 2018, 02:52 evgen69th

Здесь есть нацеленный обман, т.к. "аналогов которому в России до сих пор не существовало" - это откровенная ложь. Уже 17-й сезон существует Байкальский проект - https://baikalproject.com - который является первопроходцем образовательной ... »

29 Апреля 2018, 17:49 Denis

Точно Шмаков говорит, не допустят депутаты такого "равноправия" с обычными людьми. Подзажрались уже, даже если раньше были рабочими. пять лет в думе и бронзовеют. Хотя, было бы прикольно посмотреть, как они ... »

27 Апреля 2018, 07:39 Дина

Назначение Медведева на этот пост вновь будет большой ошибкой Президента. Мы голосовали за Путина без Медведева, ибо тот ,несмотря на хвалебные отчеты, практически саботирует вместе со своим кабинетом все инициативы Путина. ... »

16 Апреля 2018, 09:48 Kristel

Ну сколько они еще будут ее мучить? Издеваются над невинным человеком как хотят, Бога не боятся! ... »

Новости шоу-бизнеса

Новая зимняя мода: что купить в этом сезоне

Новая зимняя мода: что купить в этом сезоне

МОСКВА, 8 декабря —, Наталья Юрковская. Зима наступила, обещают морозы —, а как быть модным и не замерзнуть? Что купить, если кажется, что нечего носить? В чем встречать Новый год и гулять по сугробам? О трендах нового сезона — в материале. … Прочитать