Новые возможности в области биотехнологий, фармацевтики и онкологии: белок тихоходок повысил устойчивость мушек к радиации.

Новые возможности в области биотехнологий, фармацевтики и онкологии: белок тихоходок повысил устойчивость мушек к радиации, но сделал их медленнее.

Ученые Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ смогли увеличить устойчивость к радиации и окислительному стрессу плодовых мушек и культуре клеток человека, используя уникальный белок тихоходок Dsup (Damage suppressor). Эксперименты, проведенные в ОИЯИ, доказывают гипотезу о механизме действия белка тихоходок и могут открыть новые возможности в области биотехнологий, фармацевтики и онкологии. Однако, есть и обратная сторона: мутация повлияла на клеточные процессы, связанные с ДНК и РНК, из-за чего подопытные мушки стали медленнее преодолевать дальние расстояния. Результаты исследования ученых ЛЯП ОИЯИ опубликованы в престижном журнале iScience.

Подробнее: http://www.jinr.ru/posts/belok-tihohodok-povysil-usto..

Исследование молекулярных механизмов экстремальной устойчивости живых организмов к различным видам стресса – одно из перспективных направлений современной молекулярной биологии, биофизики, астробиологии и синтетической биологии. Полученные знания могут служить основой для новых решений в медицине, биотехнологии, фармацевтике и космонавтике. Тихоходки, в частности, представители вида Ramazzotius varieornatus – одни из самых стрессоустойчивых животных на Земле. Эксперименты с этими беспозвоночными организмами показали их способность выживать при длительном высыхании, в токсических средах, при облучении огромными дозами радиации (>5000 Gy), нахождении в открытом космосе и т.д. Одну из ключевых ролей в устойчивости тихоходок к различным видам стресса играют уникальные неупорядоченные белки (TDPs), к которым относится и белок Dsup, открытый в 2016 году японскими учеными. С 2020 года ученые ЛЯП ОИЯИ исследуют этот белок тихоходок Dsup in vivo на модельных организмах — плодовой мушке Drosophila melanogaster и культуре клеток человека. Одновременно для расшифровки молекулярных механизмов его действия проводится исследование структуры молекулы белка Dsup и его комплекса с ДНК.

Эксперименты биологов ОИЯИ показали, что генетическая вставка белка Dsup обеспечивает значительное увеличение выживаемости сложного модельного организма D.melanogaster после воздействия гамма-излучения в дозах 500-1000 Gy и оксидативного стресса. Ранее другая группа исследователей предположила, что белок Dsup создает защитную оболочку вокруг ДНК, принимая на себя часть радиационного удара, что приводит к большей сохранности ДНК и увеличивает выживаемость. Проводимые в ЛЯП ОИЯИ работы подтверждают эту гипотезу. Анализ активности всех генов (транскриптомный анализ) и физиологические тесты выявили влияние белка Dsup на ряд процессов в D.melanogaster, в частности, мушки стали хуже преодолевать длинные дистанции, что ученые связывают с некоторым замедлением клеточных процессов, связанных с ДНК и РНК, в присутствии белка Dsup.