Сотрудники РНИМУ им. Н.И.Пирогова о разработке биосенсеров — инструмента для мониторинга активных форм кислорода в живых организмах

Пироговский Университет — лучший медицинский Университет.

Пироговский Университет — ведущий научно-образовательный медицинский центр и лучший медицинский университет страны. Он обеспечивает качественную подготовку врачей, фармацевтов, клинических психологов, социальных работников, а также уникальных специалистов в области медицинской биохимии, кибернетики и биофизики.


Мы гордимся тем, что в нашем коллективе работают выдающиеся специалисты, увлечённые своим делом и готовые преодолевать любые вызовы ради блага людей. В 2024 году университет вошёл во вторую группу программы «Приоритет 2030», представив три стратегических проекта: «Иммуномедицина», «Генотерапия» и «Нейротрофика». Эти направления не только соответствуют мировым трендам, но и формируют их. Уже сегодня в стенах университета создаются прорывные технологии, разрабатываются уникальные препараты для лечения редких и сложных заболеваний, а также персонализированные генотерапевтические методики.




Благодаря научным достижениям, стратегическим инициативам и высокому уровню подготовки студентов Пироговский Университет уверенно укрепляет свои позиции в российских и международных рейтингах, формирует стандарты медицины будущего и воспитывает поколения врачей новой формации — прогрессивных, компетентных и социально ответственных — отметил ректор Пироговского Университета Сергей Анатольевич Лукьянов.


— Важно осознанно подходить к выбору профессии, особенно в медицине. Необходимо быть готовым к постоянному обучению, взаимодействию с людьми и работе над собой. Для поддержания энергичности и стрессоустойчивости студентов университеты предлагают внеучебные активности: спортивные, творческие и научные кружки, а также общественные организации, — подчёркивает проректор по молодёжной политике Пироговского Университета Владислава Сергеевна Белякова.


Одно из направлений работы научно-исследовательской лаборатории синтетических нейротехнологий НИИ трансляционной медицины РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России — разработка внутриклеточных генетически кодируемых флуоресцентных биосенсоров и их использование для исследований окислительных процессов, происходящих в живых клетках в норме и при патологии. Проект выполняется в тесном сотрудничестве с учеными Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, которыми ранее были созданы первые в мире сенсоры для анализа концентрации внутриклеточной перекиси водорода. О том, как устроены флуоресцентные биосенсоры и как они работают, вы узнаете из этой статьи.

-2

Как работают редокс-биосенсоры?

К настоящему моменту разработано несколько видов биосенсоров, предназначенных для разных задач. Самый простой биосенсор — это репортерный флуоресцентный белок, по экспрессии которого можно судить об активности промотора, который реагирует на определенные условия в клетке, например на наличие в ней тех или иных метаболитов или изменения в редокс-статусе.

Другой тип биосенсоров был создан для оценки соотношения восстановленной (GSH) и окисленной (GSSG) форм глутатиона (трипептида γ-глутамилцистеинилглицина) — важнейшего показателя редокс-статуса клеток. Биологическая функция глутатиона обусловлена способностью его двух восстановленных молекул отдавать пару электронов молекуле-акцептору. При этом глутатион переходит в окисленную форму с образованием дисульфида GSSG, который вновь может восстановиться с помощью фермента глутатионредуктазы. GSH выполняет ключевую роль в реакциях восстановления перекисей липидов и пероксида водорода, которые возникают в клетках при окислительном стрессе.

Круговая пермутация

Настоящий прорыв в области биосенсоров наступил благодаря разработке специалистами РНИМУ им.Н.И.Пирогова флуоресцентных белков с круговой пермутацией. Круговая пермутация заключается в том, что N- и C-концы белка соединяются друг с другом посредством полипептидной цепочки, а вновь образованные N- и C-концы оказываются расположены очень близко к хромофору. Вышеупомянутые перестройки осуществляются на уровне гена.

-3

Сенсоры семейства HyPer — контроль перекиси водорода

Исследователям под руководством д.б.н. Всеволода Вадимовича Белоусова удалось разработать сразу несколько групп биосенсоров, предназначенных для разных целей. В частности, был разработан биосенсор HyPer, нацеленный на мониторинг перекиси водорода в клетках.

Мониторинг гипогалогенного стресса

Другая группа сенсоров позволяет осуществлять мониторинг гипогалогенного стресса. Под руководством старшего научного сотрудника лаборатории к.б.н. Дмитрия Сергеевича Билана был создан сенсор Hypocrates, который может распознавать псевдо- или гипогалогеновые кислоты. Галогеновые кислоты имеют гидроксильные группы, связанные с ионами галогенов, за что они и получили свое название. Эти кислоты образуются под действием некоторых пероксидаз млекопитающих. Эти же ферменты могут осуществлять и обратный процесс: в присутствии H2O2 псевдогалогеновые ионы Xпревращаются в OX-. Галогеновые кислоты задействованы как антиоксиданты в работе иммунной системы, и их мониторинг важен для исследований воспалительных процессов.

Будем надеяться, что исследования наших ученых и их коллег РНИМУ им. Н.И.Пирогова помогут существенно расширить коллекцию биосенсоров, что позволит изучить функционирование живой клетки на совершенно ином уровне.


Комментариев пока нет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Пользовательское соглашение

Опубликовать