Неожиданный дуэт в лаборатории. Клетка получает сигнал на самоуничтожение
Представьте: один световой импульс — и клетка запускает программу самоуничтожения. Учёные МФТИ использовали белок из древних микроорганизмов, чтобы с помощью света изменить внутреннюю химию раковых клеток. Результат оказался впечатляющим — клетки пережили «кислородный взрыв» и пошли по пути апоптоза.
Оптогенетика — сравнительно новый, но уже мощный метод, позволяющий управлять процессами внутри живых клеток с помощью света. Изначально он применялся в исследованиях нейронов и мышечных клеток, но теперь его возможности расширяются. Одно из перспективных направлений — изучение влияния кислотно-щелочного баланса на здоровье и выживание клетки.
В новой работе физтехи использовали протонный насос Arch3, найденный у археи Halorubrum sodomense. При освещении определённой длиной волны этот белок выкачивает протоны из клетки, повышая pH её внутренней среды. Такой сдвиг в щелочную сторону вызвал рост активных форм кислорода (АФК) — молекул, способных в больших количествах разрушать клеточные структуры.
«Длительное оптогенетическое защелачивание цитозоля приводит к генерации активных форм кислорода — своеобразному “кислородному взрыву”. Это может быть одним из механизмов, запускающих клеточную гибель при повышении рН»
— Анастасия Власова, старший научный сотрудник МФТИ
Для отслеживания происходящего исследователи применили флуоресцентные сенсоры HyPer7, реагирующие на перекись водорода. Оказалось, что в митохондриях pH менялся почти мгновенно, а рост АФК наступал с небольшой задержкой. Это говорит о сложной цепочке событий, ведущих к апоптозу.
Авторы подчеркивают: понимание этой связи важно не только для фундаментальной биологии, но и для разработки новых методов лечения онкологических и нейродегенеративных заболеваний, где контролируемое уничтожение клеток может стать ключом к выздоровлению.
Источник: МФТИ