Восстановление митохондриальной функции для устранения морщин кожи, вызванных старением, выпадение волос у мышей

        

Морщинистая кожа и выпадение волос являются признаками старения. Что делать, если они могут быть отменены?

Кешав Сингх, доктор философии, и его коллеги сделали именно это, в модели мыши, разработанной в Университете Алабамы в Бирмингеме. Когда индуцируется мутация, приводящая к митохондриальной дисфункции, мышь развивает морщинистую кожу и обширную, видимую потерю волос в течение нескольких недель. Когда функция митохондрий восстанавливается путем выключения гена, ответственного за митохондриальную дисфункцию, мышь возвращается к гладкой коже и густой меху, неотличимой от здоровой мыши того же возраста.

«Насколько нам известно, это наблюдение беспрецедентно», – сказал Сингх, профессор генетики в Медицинской школе.

Важно отметить, что мутация, которая делает это, находится в ядерном гене, влияющем на митохондриальную функцию, крошечные органеллы, известные как электростанции клеток. Многочисленные митохондрии в клетках производят 90 процентов химических клеток, необходимых для выживания.

У людей снижение активности митохондрий наблюдается во время старения, а митохондриальная дисфункция может приводить к возрастным заболеваниям. Истощение ДНК в митохондриях также связано с человеческими митохондриальными заболеваниями, сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом, связанными с возрастом неврологическими расстройствами и раком.

«Эта модель мыши, – сказал Сингх, – должна предоставить беспрецедентную возможность для разработки превентивных и терапевтических стратегий развития лекарств для расширения функций митохондрий для лечения связанной с возрастом патологии кожи и волос и других заболеваний человека, в которых митохондриальная дисфункция играет значительную роль ».

Мутация в мышиной модели индуцируется, когда доксициклин антибиотика добавляется к пище или питьевой воде. Это приводит к истощению митохондриальной ДНК, поскольку фермент для репликации ДНК становится неактивным

Через четыре недели мыши показали седые волосы, снижение плотности волос, выпадение волос, замедление движения и летаргию, изменения, которые напоминают естественное старение. Морщинистая кожа была видна через четыре-восемь недель после индукции мутации, а у женщин были более суровые морщины кожи, чем у мужчин

Резко, эта потеря волос и морщинистая кожа могут быть отменены, отключив мутацию. На фотографиях ниже показаны выпадение волос и морщинистая кожа после двухмесячной индукции доксициклина, а та же мышь через месяц после прекращения приема доксициклина, что позволяет восстановить истощенную митохондриальную ДНК.

Небольшое изменение наблюдалось в других органах, когда была вызвана мутация, что указывает на важную роль митохондрий в коже по сравнению с другими тканями

. Смятая кожа показала изменения, подобные тем, которые наблюдаются как в виде внутреннего, так и внешнего старения; внутреннее старение – естественный процесс старения, а внешнее старение – это воздействие внешних факторов, влияющих на старение, таких как морщины кожи, которые развиваются из-за избыточного солнца или длительного курения.

. Среди деталей кожи мышей с индуцированной мутацией наблюдалось увеличение количества клеток кожи, аномальное утолщение внешнего слоя, дисфункциональные волосяные фолликулы и повышенное воспаление, которые, по-видимому, способствовали патологии кожи. Они похожи на внешнее старение кожи у людей. Мыши с обедненной митохондриальной ДНК также показали измененную экспрессию четырех связанных с возрастом маркеров в клетках, аналогичных внутреннему старению

Кожа также показала нарушение баланса между ферментами матриксной металлопротеиназы и их тканеспецифическим ингибитором; баланс этих двух компонентов необходим для поддержания коллагеновых волокон в коже, которые предотвращают образование морщин.

. Митохондрии мышей с индуцированной мутацией уменьшали содержание митохондриальной ДНК, изменяли экспрессию митохондриального гена и нестабильность больших комплексов в митохондриях, которые участвуют в окислительном фосфорилировании

Сторнирование мутации восстановило митохондриальную функцию, а также патологию кожи и волос. Это показало, что митохондрии являются обратимыми регуляторами старения кожи и потери волос, наблюдение, которое Сингх называет «неожиданным».

«Это говорит о том, что эпигенетические механизмы, лежащие в основе перекрестных помех между митохондриями и ядрами, должны играть важную роль в восстановлении нормального фенотипа кожи и волос», – сказал Сингх, у которого есть вторичное назначение в качестве профессора патологии. «Дальнейшие эксперименты необходимы, чтобы определить, могут ли фенотипические изменения в других органах также быть отменены до уровня дикого типа путем восстановления ДНК митохондрии».

Источник:

https://www.uab.edu/news/research/item/9607-scientists-reverse-aging-associated-skin-wrinkles-and-hair -loss-в-мышь-модели

      

Source link

WFN выделит чистый воздух для здоровья мозга во Всемирный день мозга 2018

        

Глобальное загрязнение воздуха не является проблемой, которая влияет только на здоровье легких. Недавние данные показывают, что загрязняющие вещества в воздухе составляют 30 процентов случаев острого инсульта во всем мире. Очистка воздуха, которым мы дышим, поможет предотвратить различные серьезные и распространенные неврологические расстройства, так как Всемирная федерация неврологии стремится подчеркнуть Всемирный день мозга в 2018 году, который посвящен освещению негативного воздействия загрязнения воздуха на здоровье мозга.

Каждый год 22 июля Всемирная федерация неврологии (WFN) проводит Всемирный день мозга. В этой инициативе по повышению осведомленности участвуют около 120 организаций по всему миру. В 2018 году основное внимание уделяется теме, которая приобретает все большее значение в результате ряда недавних научных исследований: негативные последствия высоких уровней загрязнения воздуха для мозга. «Чистый воздух для здоровья мозга» – тема этого года.

Влияние на здоровье загрязнения окружающей среды и, в частности, загрязнение воздуха, постоянно увеличивается. По последним оценкам, ежегодное число смертей, связанных с загрязненным воздухом, составляет 9 миллионов во всем мире.

«Исследование Global Burden of Disease, проведенное международной группой с использованием данных из 188 стран, показало, что до 30 процентов глобального бремени тяги можно проследить до загрязняющих веществ в воздухе», – пояснил председатель Всемирного дня мозга Проф. Мохаммад Усаи из Карачи. «Именно по этой причине мы решили выбрать аспект загрязнения окружающей среды как тему Всемирного дня мозгов 2018 года».

Комплексная глобальная проблема

Связь между вредными газами и частицами в воздухе и здоровье мозга является мировой проблемой, а также сложной. По словам профессора Жака Рейса, руководителя группы прикладных исследований по экологической неврологии Всемирной федерации неврологии: «Загрязнение воздуха относится к диффузному, часто невидимому загрязнению, нанося ущерб биоаэрозолям, содержащим пыльцу, споры, частицы и токсичные вещества. Загрязняющие вещества могут происходить из природных источников или может быть связано с деятельностью человека ».

Кроме того, это явление может резко варьироваться – как количественно, так и качественно – в зависимости от ситуаций, в которых люди живут и работают. Он включает в себя:

  • Загрязнение воздуха внутри помещений, например. от систем отопления, варки на открытых древесных пожарах, керосине и табаке
  • Наружное загрязнение, например. выхлопные газы для промышленности и транспортных средств, сжигание отходов и пыль
  • Различают первичные и вторичные загрязнители воздуха: первые представляют собой газы и частицы, которые сами оказывают вредное воздействие, а последние являются результатом химических реакций между природными и / или искусственными веществами (такими как озон)

«В крупных городах проблема отличается от сельской местности. Некоторые загрязнители воздуха оказывают локальное или региональное воздействие, но последствия других могут быть международными», – говорит профессор Рейс

В мае этого года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) установила, что девять десятых населения мира дышат загрязненным воздухом. И три миллиарда человек используют вредные виды топлива в своих домах для приготовления пищи и / или отопления.

Понимание токсических эффектов, постоянно улучшающихся

В последние годы ученые обнаружили существенные доказательства того, как загрязнение воздуха влияет на мозг, и как это вредит неврологическому здоровью во всем мире. Как объясняет профессор Рейс: «Загрязняющие вещества проникают в организм через дыхательные и пищевые тракты, вызывают подпороговые воспалительные реакции и попадают в мозг либо через кровоток, либо в верхние дыхательные пути. В результате повреждение кишечной микробиоты также может влиять на мозг ».

Список потенциальных эффектов длительный: атеросклероз, окислительный стресс, воспалительные реакции во всем теле, повреждение кровеносных сосудов, повышенное кровяное давление, нарушение защитных механизмов гематоэнцефалического барьера и проблемы с сердцем могут быть связаны с загрязнением воздуха. Также был выявлен возможный ущерб клеткам головного мозга, таким как клетки микроглии и астроциты. На клеточном уровне загрязнители воздуха мешают митохондриям, часто называемым «электростанциями» клеток, – и генетическому материалу, подобному ДНК. Загрязнители приводят к эпигенетическим изменениям и сокращают теломеры, защитные колпачки на концах хромосом. Последнее рассматривается как признак старения клеток.

Неудивительно, что загрязнение воздуха, как предполагается, играет роль во все большем числе синдромов и неврологических заболеваний. Первоначальные данные свидетельствуют о том, что он может играть роль в аутизме, нарушениях дефицита внимания у детей, деменции и развитии болезни Паркинсона, хотя надежных данных пока нет.

Вызванные людьми – но модифицируемые

Решительные изменения в поведении могут значительно снизить риски, связанные с факторами окружающей среды, которые приводят к ухудшению состояния здоровья мозга. «Предотвращение неврологических расстройств – это не только забота о людях, но и действия на социальном уровне. Это особенно касается антропогенных воздействий на окружающую среду, которые в свою очередь могут повлиять на человечество. Это важные факторы риска для болезней влияя на кровеносные сосуды в мозге, а также нейродегенеративные состояния », – сказал проф. Вольфганг Гризольд, генеральный секретарь WFN.

«Эта всемирная проблема общественного здравоохранения требует эффективных стратегий в области охраны окружающей среды и здоровья, направленных на сокращение загрязнения воздуха. Это не только вопрос здоровья легких, но и здоровье самого органа, который делает нас людьми: наши мозги», профессор Гриссольд подчеркнул.

Пробуждение международного сообщества

Говоря о Всемирном дне мозга в этом году, президент WFN профессор Уильям Кэрролл считает, что существует только одна возможная интерпретация имеющихся научных данных о влиянии загрязнения воздуха на здоровье мозга: «Каждый из нас, каждая страна в мир и международное сообщество должны рассматривать это как пробуждение. Политики должны делать больше, чтобы бороться с неврологическими расстройствами и болезнями. Это означает, что здоровье головного мозга является одним из приоритетов здравоохранения на высшем уровне и предоставляет дополнительные средства для решения этой проблемы. «

Ежегодный Всемирный день мозгов проходит 22 июля и каждый год посвящается различным темам. Выбор даты не был случайным: WFN был основан 22 июля 1957 года.

Источник:

https://www.wfneurology.org/2018-07-18-wfn-wbd2018

      

Source link

AMSBIO представляет новые, мощные комплекты для редактирования генов CRISPR / Cas9

      

        

AMSBIO представила новые комплекты для редактирования CRISPR / Cas9 для выбивания гена, введения гена и применения мутаций гена.

Последний инструмент в науке о геноме – CRISPR / Cas9 – простой и эффективный инструмент для редактирования генома, который позволяет специфически разрушать и замену генома, что приводит к высокой специфичности и низкой токсичности клеток.

AMSBIO CRISPR Полные комплекты специально разработаны для конкретных проектов инженерами-генетиками AMSBIO, которые имеют обширный опыт редактирования ячеек и моделей на животных. Комплекты CRISPR доступны практически для любого типа проекта, включая нокауты, нокауты, точечные мутации, замены генов, гуманизации, маркировку и многое другое.

В специально разработанном комплекте CRISPR Complete Kit был бы создан проект crRNA, специально разработанный для проекта, tracrRNA, Cas9 Nuclease Protein and Donor, специально разработанный для проекта. Конструкция донора может быть представлена ​​как олигонуклеотид или плазмида в зависимости от потребностей проекта.

AMSBIO также предлагает полный выбор продуктов CRISPR / Cas9 для разработки генома, включая системы доставки Cas9 и gRNA, в гибком диапазоне форматов, объектах донорской гомологичной рекомбинации и таргетинге AAVS1 Safe Harbor. Это включает все в одном векторе Cas9 / gRNA, векторах для доставки мультиплексной gRNA, мРНК Cas9 и белка для трансфекции и количественных праймеров ПЦР и антител для обнаружения Cas9.

Комплекты CRISPR / Cas9 от AMSBIO меняют область геномного редактирования, предоставляя ученым мощные инструменты, способные изменять любой ген, в любой клетке с высокой степенью нацеленности и без введения чужеродной ДНК.

      

  

            

Опубликовано в: Genomics | Новости устройств / технологий | Новости науки о жизни

Тэги: антитела, Cas9, клетка, CRISPR, ДНК, ген, ген, геном, ген, генотипирование, геномная, гомологичная, гомологичная рекомбинация, мутация, нуклеаза, плазмида, белок

            

      

Source link

Несколько советов, которые помогут избежать солнечных ожогов летом

        

Это все весело на солнце, пока вы не поймете, что вам нужно снова использовать солнцезащитный крем. Загар – не забава, но что более важно, они опасны. Это покраснение кожи, вызванное чрезмерным воздействием ультрафиолетового (ультрафиолетового) излучения Солнца, может показаться просто временным раздражением, но оно может нанести долговременный ущерб.

Передержка солнца может привести к:

  • Предраковые и раковые поражения кожи вследствие снижения иммунной функции кожи
  • Пятнистая пигментация или обесцвеченные участки кожи
  • Сахарность или желтое обесцвечивание кожи
  • Telangiectasias, или расширение мелких кровеносных сосудов под кожей
  • Эластоз, или разрушение эластичной и коллагеновой ткани

«Ультрафиолетовые лучи солнца наносят ущерб ДНК в клетках вашей кожи», – говорит Сюзанна Ольбрихт, доктор медицины, руководитель дерматологии BIDMC. «Эти вредные изменения ДНК могут быть довольно глубокими, и вы иногда увидите повреждение в виде кожи шелушения».

Олбрихт также отмечает, что, хотя ваша кожа восстанавливается, когда вы молоды, расширенное УФ-излучение может повредить клеточные механизмы, которые восстанавливают ДНК. «Вот почему вы старше, чем старше ваша кожа выглядит, и тем больше раков кожи, которые у вас могут быть», – говорит она. «Ваши механизмы ремонта повреждены, поэтому просто немного больше солнца может реально повлиять на способность вашей кожи восстанавливать себя».

Все типы кожи могут гореть. Меланин, компонент вашей кожи, который определяет пигмент, играет большую роль в естественной защите кожи от ультрафиолетовых лучей солнца. «Чем темнее кожа, тем больше меланина присутствует и, следовательно, тем больше защита от ультрафиолетовых лучей», – говорит Ольбрихт. «Но независимо от цвета, ваша кожа может гореть. Каждый должен принимать меры предосторожности, направляясь на солнце».

Вот несколько советов, которые помогут избежать солнечных ожогов:

Будьте осторожны с вашим солнцезащитным кремом.
Ищите солнцезащитный крем широкого спектра, который защищает от всех видов вредных лучей и обладает сильным фактором защиты от солнца (SPF). «SPF измеряет, насколько хорошо солнцезащитный крем защищает вашу кожу по сравнению с тем, если вы его не носили», – говорит Ольбрихт. «Например, если для вашей кожи обычно требуется 20 минут, чтобы красный цвет был красным, продукт с SPF 15 обычно предотвращает солнечный ожог в 15 раз дольше».

Применять солнцезащитный крем щедро и повторно применять повторно.
Для лучшей защиты вам, как правило, требуется одна унция или полный стакан для солнцезащитного крема для покрытия всего тела, включая лицо, уши и кожу головы. «Эмпирическое правило для повторного применения – каждые два часа», – говорит Ольбрихт. «Но если вы много плаваете или вспотеваете, вам захочется повторное применение чаще».

Избегайте пиковых часов на солнце.
Лучи солнца наиболее сильны между 10 и 20 часами, что означает, что ваша кожа наиболее подвержена горению. Ищите тени в эти часы пик.

Надеть защитный костюм.
Солнцезащитные очки с УФ-защитой, широкополая шляпа и одежда с защитой UPF (коэффициент защиты от ультрафиолета) помогут защитить вас от солнца. «Много летней одежды для детей и купального костюма можно найти с помощью UPF 50+, который помогает блокировать 98% лучей UVA / UVB», – говорит Ольбрихт.

Выполните собственные проверки кожи и регулярно проверяйте свою кожу у своего врача.
Самооценка вашей кожи раз в месяц поможет вам отслеживать любые нарушения. Изучите образец любых кротов, пятен или веснушек, чтобы вы заметили какие-либо изменения. «У большинства людей есть кроты, и почти все безвредны, – говорит Ольбрихт. «Но важно признать изменения в родинке, такие как размер, форма или цвет. Если вы заметили изменения, позвоните своему врачу первичной помощи или дерматологу для проверки».

      

Source link

Новая молекула показывает большие перспективы для будущего лечения многих видов рака

        

Новая молекула, разработанная исследователями Университета Аделаиды, показывает большие перспективы для будущего лечения многих видов рака.

Новая молекула успешно нацелена на белок, который играет важную роль в росте большинства видов рака. Эта белковая мишень называется пролиферирующим клеточным ядерным антигеном (PCNA), иначе известным как скользящий зажим человека

«PCNA требуется для репликации ДНК и поэтому необходима для быстрого деления раковых клеток», – говорит руководитель проекта д-р Джон Брунинг, старший научный сотрудник Института фотоники и усовершенствованного зондирования (IPAS) Университета.

«PCNA хранит механизм, который копирует ДНК. ДНК скользит по центру этого белка в форме пончика, где он реплицируется

«Если мы сможем препятствовать действию этого белка, клетки не могут сделать ДНК, поэтому они не могут делить. Это действительно решает рак на нулевом уровне. Это прекращает деление клеток и, следовательно, устраняет рак на самом фундаментальном уровень.

«Мы также знаем, что PCNA« сверхэкспрессируется »- или делает слишком много копий – в 90% всех видов рака. Это означает, что это потенциальная цель для ингибирования роста множественных видов рака, а не только нескольких.

«И что важно, этот белок редко мутирует, а это означает, что он менее развит резистентностью к ингибитору лекарственного средства».

Исследование в сотрудничестве с Университетом Вуллонгонг было опубликовано в Chemistry, European Journal .

Многопрофильная команда в IPAS разработала молекулу, которая может взаимодействовать с PCNA, предлагая перспективную новую стратегию для разработки противораковой терапии, ингибирующей PCNA.

«В этом исследовании мы взяли фрагмент белка, который естественным образом взаимодействует с PCNA и трансформировал его с использованием умной химии в лекарственно-подобную молекулу», – говорит ведущий автор доктор Кейт Вегенер, научный сотрудник Ramsay Postdoctoral в Университете Аделаиды биологических наук.

«Мы изменили свою химию, чтобы защитить ее от деградации, как натуральный белок, и чтобы он работал лучше».

Новая молекула проявляет повышенную активность по сравнению с другими ингибиторами PCNA и, вероятно, проявляет меньшие побочные эффекты.

«Из-за специального подхода, который мы использовали для превращения натурального белка в лекарственно-подобную молекулу, он более легко фиксирует PCNA, и его действие специфично для этого белка», – говорит доктор Брунинг.

«Это первый. Это первый в этом типе ингибитор, и он проложит путь для нового класса препаратов, ингибирующих пролиферацию раковых клеток».

Источник:

https://www.adelaide.edu.au/news/news101362.html

      

Source link

Редактирование гена CRISPR / Cas9 может привести к большему генетическому повреждению, чем считалось ранее

        

Ученые из Института Wellcome Sanger обнаружили, что редактирование гена CRISPR / Cas9 может привести к большему генетическому повреждению в клетках, чем это считалось ранее. Эти результаты создают угрозу безопасности для генной терапии с использованием CRISPR / Cas9 в будущем, поскольку неожиданный ущерб может привести к опасным изменениям в некоторых клетках.

Сообщалось сегодня (16 июля 2018 г.) в журнале Nature Biotechnology исследование также показало, что стандартные тесты для обнаружения изменений ДНК не позволяют найти этот генетический ущерб и что для любых потенциальные генные терапии.

CRISPR / Cas9 – один из новейших инструментов редактирования генома. Он может изменять участки ДНК в клетках, разрезая их в определенных точках и внося изменения в это место. CRISPR / Cas9, который уже широко используется в научных исследованиях, также рассматривается как перспективный способ создания методов обработки генома для лечения таких заболеваний, как ВИЧ, рак или серповидноклеточная болезнь. Такие терапевтические средства могут инактивировать ген, вызывающий заболевание, или исправить генетическую мутацию. Однако любые потенциальные методы лечения должны были бы доказать, что они в безопасности.

Предыдущие исследования не показали много непредвиденных мутаций от CRISPR / Cas9 в ДНК на целевом сайте редактирования генома. Чтобы исследовать это дальше, исследователи провели полное систематическое исследование как в мышиных, так и в человеческих клетках и обнаружили, что CRISPR / Cas9 часто вызывал значительные мутации, но на большем расстоянии от целевого сайта.

Исследователи обнаружили, что многие из клеток имеют большие генетические перегруппировки, такие как делеции ДНК и вставки. Это может привести к включению или выключению важных генов, что может иметь серьезные последствия для использования CRISPR / Cas9 в терапии. Кроме того, некоторые из этих изменений были слишком далеки от целевого сайта, чтобы его можно было увидеть стандартными методами генотипирования.

Профессор Аллан Брэдли, соответствующий автор исследования Института Wellcome Sanger, сказал: «Это первая систематическая оценка неожиданных событий, возникающих в результате редактирования CRISPR / Cas9 в терапевтически значимых клетках, и мы обнаружили, что изменения в ДНК имеют были серьезно недооценены до сих пор. Важно, чтобы каждый, кто думает об использовании этой технологии для генной терапии, берется с осторожностью и очень внимательно следит за возможными вредными последствиями ».

Майкл Косицки, первый автор Института Wellcome Sanger, сказал: «Мой первоначальный эксперимент использовал CRISPR / Cas9 как инструмент для изучения активности генов, однако стало ясно, что произошло что-то неожиданное. генетические перегруппировки мы систематически изучали его, рассматривая разные гены и различные терапевтически значимые клеточные линии, и показали, что эффекты CRISPR / Cas9 сохраняются ».

Работа имеет последствия для того, как терапевтически применяется CRISPR / Cas9 и, вероятно, будет заново исследовать интерес исследователей к поиску альтернатив стандартным методам CRISPR / Cas9 для редактирования генов.

Профессор Мария Ясин, независимый исследователь из Мемориального ракового центра рака Кеттеринга в Нью-Йорке, который не участвовал в исследовании, сказал: «Это исследование впервые оценивает репертуар геномного повреждения, возникающий на сайте расщепления CRISPR / Cas9 Хотя пока неизвестно, будут ли затронуты геномные сайты в других клеточных линиях одинаково, это исследование показывает, что необходимы дополнительные исследования и специальные тесты до того, как CRISPR / Cas9 будет использоваться клинически ».

Источник:

https://www.sanger.ac.uk/news/view/genome-damage-crisprcas9-gene-editing-higher-thought

      

Source link

Кальциевый электротрансфер может использоваться для нацеливания на раковые клетки, исследования

      

        

Несколько различных методов лечения используются против рака, и несколько перспективных подходов в настоящее время изучаются различными учреждениями по всему миру. В Японии один метод, в частности, электротрансфер кальция, изучается в Институте импульсной энергетики Университета Кумамото

Импульсные электрические поля (PEFs) имеют множество применений в биологии, начиная от доставки ДНК / лекарств до элиминации микроорганизмов в воде. Их применение против рака не нова, но их основные эффекты на клетки все еще выясняются. Исследователи из кафедры биоэлектричества Университета Кумамото недавно определили оптимальные условия PEF для повышения проницаемости клеточной мембраны до кальция. Этот метод привлекателен в качестве потенциального лечения рака, поскольку раковые клетки особенно чувствительны к аномальному притоку кальция, он сравнительно дешев и имеет мало побочных эффектов.

Исследователи исследовали потребление кальция в клетках HeLa S3 с помощью флуоресценции кальция (Ca 2+ ). Для каждого теста они использовали фиксированное количество энергии, но изменяли количество импульсов PEF для оценки влияния изменений электрического поля, а не изменения общей энергии. Исследователи обнаружили, что проницаемость мембраны продолжается в течение короткого промежутка времени после прекращения PEF, потому что для полного закрытия пор в мембране требуется время. Это дает немного больше времени, чтобы Ca 2+ рассеялся в клетках.

Из четырех рассмотренных электрических полей два больших поля (1,8 и 1,26 кВ / см) дали высокую скорость поглощения Са 2+ в течение первых 10 мс, которые после этого значительно уменьшились. С другой стороны, скорость впуска в течение первых 10 мс для двух меньших полей (0,63 и 0,45 кВ / см) была необнаруживаемой и постепенно увеличивалась. Ставки для этих двух полей были очень похожи друг на друга до конца анализа.

«Оптимальные уровни PEF для наших тестов in vitro оказались 100 импульсами на частотах 1 кГц и 0,45 кВ / см», – сказал руководитель исследования доктор Хамид Хоссейни. «Этот параметр должен быть нелетальным для нормальных клеток, но эффективно убивать раковые клетки. У нас еще есть больше работы, чтобы определить, будут ли эти результаты задерживаться в настройках in vivo но мы с оптимизмом смотрим, что этот метод может дать многообещающий терапии рака ".

Источник:

http://ewww.kumamoto-u.ac.jp/en/

      

  

Source link

Ученые выявляют структурные и функциональные различия в белках иммунного надзора человека

        

Человеческое тело построено для выживания. Каждая из его клеток тщательно охраняется набором иммунных белков, вооруженными почти безоружными радарами, которые обнаруживают чужую или поврежденную ДНК. Одним из наиболее важных часовых ячеек является «первый ответчик», известный как cGAS, который ощущает присутствие чужеродной и раковой ДНК и инициирует сигнальный каскад, который запускает защиту организма.

Открытие cGAS в 2012 году вызвало огненную бурю научного исследования, в результате чего было опубликовано более 500 исследовательских публикаций, но структура и ключевые особенности человеческой формы белка продолжали ускользать от ученых.

Теперь ученые Гарвардской медицинской школы и Института рака Дана-Фарбера впервые выявили структурные и функциональные различия в человеческих cGAS, которые отличают его от cGAS у других млекопитающих и лежат в основе его уникальной функции у людей

В докладе о работе группы опубликованном 12 июля в Cell описываются структурные особенности белка, которые объясняют, почему и как человеческие cGAS определяют определенные типы ДНК, игнорируя других.

«Структура и механизм действия человеческого cGAS были критическими недостающими частями в области иммунологии и онкологической биологии», – сказал старший научный сотрудник Филипп Кранчуш, доцент кафедры микробиологии и иммунобиологии в Гарвардской медицинской школе и Институте рака Дана-Фарбера. «Наши результаты, детализирующие молекулярный состав и функцию человеческого cGAS, закрывают этот критический разрыв в наших знаниях».

Важно отметить, что результаты могут информировать о конструкции маломолекулярных препаратов, адаптированных к уникальным структурным особенностям человеческого белка, – это прогресс, который обещает повысить точность cGAS-модулирующих препаратов, которые в настоящее время разрабатываются в качестве методов лечения рака.

«Несколько перспективных экспериментальных иммунных методов лечения, которые в настоящее время разрабатываются, получены из структуры мышиного cGAS, которая содержит ключевые структурные различия с человеческим cGAS», – сказал Кранзуш. «Наше открытие должно помочь усовершенствовать эти экспериментальные методы лечения и зажечь дизайн новых, а также проложить путь к структурированному дизайну лекарств, которые модулируют активность этого основного белка».

. Результаты этой работы объясняют уникальную особенность человеческого белка – его способность быть очень избирательной при обнаружении определенных типов ДНК и ее склонности к активации гораздо более экономно, по сравнению с белком cGAS у других животных.

В частности, исследование показывает, что человеческий cGAS содержит мутации, которые делают его изящно чувствительным к длинным длинам ДНК, но делают его «слепым» или «нечувствительным» к коротким фрагментам ДНК.

«Человеческий cGAS является высокодифференцирующим белком, который развил повышенную специфичность к ДНК», – сказал один из первых авторов Аарон Уайтли, докторант-исследователь в Отделе микробиологии и иммунобиологии в Гарвардской медицинской школе. «Наши эксперименты показывают, что лежит в основе этой способности».

Местонахождение, местоположение, местоположение

Во всех млекопитающих cGAS работает, обнаруживая ДНК, которая находится в неправильном месте. В нормальных условиях ДНК плотно упакована и защищена в ядре клетки – сотовый «безопасный» – где хранится генетическая информация. У ДНК нет бизнеса, свободно перемещающегося по клетке. Когда фрагменты ДНК оказываются вне ядра и в цитозоле клетки, жидкость, которая закрывает органеллы клетки, обычно является признаком того, что происходит что-то зловещее, такое как повреждение, поступающее из клетки или чужеродной ДНК из вирусов или бактерий, которое имеет пробился в камеру.

Белок cGAS работает, признавая такую ​​неуместную ДНК. Обычно он находится в спящем состоянии в клетках. Но как только он ощущает присутствие ДНК за пределами ядра, cGAS начинает действовать. Это делает другой химикат, второй мессенджер, называемый cGAMP, тем самым приводя в движение молекулярную цепную реакцию, которая предупреждает клетку о ненормальном присутствии ДНК. В конце этой сигнальной реакции ячейка либо восстанавливается, либо, если она повреждена без ремонта, она самоуничтожается.

Но здоровье и целостность клетки основаны на способности cGAS отличать безвредную ДНК от чужой ДНК или само-ДНК, высвобождаемой во время повреждения клеток и стресса. «Это отличный баланс, который удерживает иммунную систему в равновесии. Сверхактивный cGAS может вызвать аутоиммунитет или самонадуться, в то время как cGAS, который не обнаруживает чужую ДНК, может привести к росту опухоли и развитию рака», – сказал первый автор Вэнь Чжоу, докторант-исследователь в Гарвардской медицинской школе и Институте рака Дана-Фарбера.

В текущем исследовании раскрываются эволюционные изменения структуры белка, которые позволяют человеческому cGAS игнорировать некоторые встречи ДНК, реагируя на другие.

Враг, сообщник

За свою работу команда обратилась к маловероятному сотруднику, Vibrio cholerae бактерия, которая вызывает холеру, один из самых древних бедствий человечества.

Используя фермент холеры, который имеет сходство с cGAS, ученые смогли воссоздать функцию как человеческого, так и мышиного cGAS в бактерии.

Объединившись с коллегами из лаборатории бактериологического факультета Гарвардской медицинской школы Джона Мекаланоса, ученые разработали химерную или гибридную форму cGAS, которая включала генетический материал как из человеческой, так и мышиной форм белка. Затем они сравнили способность гибридного cGAS распознавать ДНК как против интактной мыши, так и интактных человеческих версий белка.

В серии экспериментов ученые наблюдали закономерности активации между различными типами cGAS, постепенно сужая ключевые различия, которые объясняли дифференциальную активацию ДНК среди этих трех.

Эксперименты показали, что из 116 аминокислот, которые отличаются человеческим и мышиным cGAS, только две составляли измененную функцию человеческого cGAS. Действительно, человеческий cGAS был способен распознавать длинную ДНК с большой точностью, но игнорировал короткие фрагменты ДНК. В отличие от этого мышиная версия белка не отличалась между длинными и короткими фрагментами ДНК

«Эти две крошечные аминокислоты превращают мир в разницу», – сказал Уайтли. «Они позволяют человеческому белку быть высокоселективными и реагировать только на длинную ДНК, игнорируя короткую ДНК, по существу делая человеческий белок более терпимым к присутствию ДНК в цитозоле клетки».

. Разбирая генетическую дивергенцию на эволюционную шкалу времени, ученые определили, что гены cGAS человека и мыши расходятся между 10 и 15 миллионами лет назад

Две аминокислоты, ответственные за обнаружение длинной ДНК и перенос короткой ДНК, обнаруживаются исключительно у людей и нечеловеческих приматов, таких как горилл, шимпанзе и бонобо. Ученые предполагают, что способность игнорировать короткую ДНК, но распознать длинную ДНК, должна была дать некоторые эволюционные преимущества. «Это может быть способ защитить от сверхактивной иммунной системы и хронического воспаления», – сказал Кранчуш. «Или может быть, что риск некоторых заболеваний человека снижается, если не признать короткую ДНК».

В последнем наборе экспериментов команда определила атомную структуру человеческого cGAS в своей активной форме, поскольку она связывается с ДНК. Для этого они использовали метод визуализации, известный как рентгеновская кристаллография, в которой показана молекулярная архитектура кристаллов белка на основе картины рассеянных рентгеновских лучей

Профилирование структуры cGAS «в действии» выявило точные молекулярные вариации, которые позволили ему избирательно связываться с длинной ДНК, игнорируя короткую ДНК

«Понимание того, что делает структуру и функцию человеческого cGAS отличным от тех, что у других видов, – это недостающая часть», – сказал Кранзуш. «Теперь, когда у нас есть это, мы можем начать разрабатывать препараты, которые работают на людях, а не на мышах».

Источник:

https://hms.harvard.edu/news/guardian-cell

      

Source link

Исследователи обнаружили массовый хаос генома при раке молочной железы

        

В раковых клетках генетические ошибки наносят ущерб. Пропущенные гены, а также структурные вариации – более крупные перестройки ДНК, которые могут охватывать большие фрагменты хромосом, – нарушают тщательно сбалансированные механизмы, которые эволюционировали для регулирования роста клеток. Гены, которые обычно молчат, активно активируются и образуются мутантные белки. Эти и другие нарушения приводят к множеству проблем, которые заставляют клетки расти без ограничений, самый позорный признак рака.

На этой неделе ученые из лаборатории Cold Spring Harbor (CSHL) опубликовали в «Геномном исследовании» одну из самых подробных карт, когда-либо сделанных из структурных изменений генома раковых клеток. На карте показано около 20 000 структурных изменений, некоторые из которых когда-либо отмечались из-за технологических ограничений в давно популярном методе секвенирования генома.

Команда, возглавляемая экспертами по секвенированию Майкла К. Шатца и У. Ричарда Маккомби, читала геномы раковых клеток с так называемой долгожданной технологией секвенирования. Эта технология читает гораздо более длинные сегменты ДНК, чем более старые технологии с коротким чтением. Когда результаты интерпретируются с помощью двух сложных пакетов программного обеспечения, недавно опубликованных командой, очевидны два преимущества: длительное чтение последовательности более богато с точки зрения как информации, так и контекста. Он может, например, лучше понять повторяющиеся участки писем ДНК, которые пронизывают геном, отчасти, видя их в физически большем контексте.

Команда продемонстрировала мощь долгочитанной технологии, используя ее для чтения геномов клеток, полученных из клеточной линии под названием SK-BR-3, важной модели для клеток рака молочной железы с вариациями в гене под названием HER2 (иногда также называемый ERBB2). Около 20% рака молочной железы являются «HER2-положительными», что означает, что они перепроизводят белок HER2. Эти раковые заболевания, как правило, являются одними из самых агрессивных.

«Большинство из 20 000 вариантов, которые мы идентифицировали в этой клеточной линии, были упущены путем короткого чтения», – говорит Мария Наттестад, доктор философии, которая выполняла работу с коллегами, оставаясь членом лаборатории Schatz в CSHL и Университет Джона Хопкинса. «Особый интерес мы обнаружили очень сложный набор вариаций ДНК, окружающих ген HER2».

В своем анализе команда объединила результаты долгожданного секвенирования с результатами другого рода экспериментов, которые читают сообщения или транскрипты, которые генерируются активированными генами. Эта более полная картина привела к необычайно подробному описанию того, как структурные изменения разрушают геном в раковых клетках и проливают свет на то, как быстро развиваются раковые клетки.

      

Source link

Purdue startup для создания датчика, который обеспечивает раннее выявление болезней, передающихся через москит

        

Стартап, созданный профессорами Университета Пердью, разрабатывает датчик, который быстрее и дешевле обнаруживает опасные тропические болезни, переносимые комарами, и по более низкой цене, чем современные методы, давая сотрудникам медицинских учреждений время для принятия мер до того, как вирусы будут переданы людям.

]

SMK Diagnostics создала технологию биосенсора для выявления и мониторинга таких заболеваний, как Зика, которая вызвала глобальный кризис в области здравоохранения в 2015 и 2016 годах, и лихорадка денге, которая вызывает около 22 000 смертей в год во всем мире, главным образом среди детей. Денге и Зика относятся к тому же семейству вирусов, известных как флавивирус.

«Датчик обеспечивает раннее обнаружение, поэтому вы можете вмешаться раньше», – сказала Лия Станчу, помощник руководителя и профессор Материаловедения в Пердью и один из основателей SMK Diagnostics. «Если местные агентства знают, что существует опасность, они могут вмешаться рано, чтобы попытаться убедиться, что они не передаются людям».

Диагностика SMK была начата Стэнсиу, Эрнесто Маринеро, профессором или инженером по материалам, электротехнической и компьютерной инженерии в Пердью, а также Ричардом Кеном, профессором науки Трент и Джудит Андерсон в Пердью. Кун был первым ученым, который определил структуру вируса Зики путем криоэлектронной микроскопии.

Технология использует электрод, покрытый материалом, который имеет высокую площадь поверхности, которая обездвиживает определенные биологические молекулы, способные связываться с РНК вируса. Когда ДНК или РНК инфицированного вирусом комара связывается с поверхностью, он изменяет поверхностное сопротивление на электроде. Датчик может определить наличие вируса.

«Только вирус будет связываться с поверхностью, другими молекулами – это признание, как ключ и замок», – сказал Стэнчиу.

Датчик может различать конкретные флавивирусы и работает менее чем за час. Другие технологии для обнаружения этих болезней у комаров занимают много времени, и они занимают неделю или больше, чтобы узнать, что такое вирус.

Stanciu надеется использовать технологию для размещения датчиков, в которых населяющие болезни комары населяют

«Таким образом, местные агентства знают, что существует опасность, чтобы они могли принять меры для искоренения вируса, прежде чем он распространится на людей», – сказала она.

Датчик обнаруживает вирусы. Он не работает на бактериологические заболевания, такие как малярия.

Центры по контролю и профилактике заболеваний говорят, что Зика может вызвать серьезные врожденные дефекты у младенцев, чьи матери были инфицированы во время беременности, и предупреждает беременных женщин о поездке в районы, подверженные риску для Зики. CDC говорит, что более трети населения мира живет в районах, подверженных риску развития лихорадки денге, и до 400 миллионов человек в год инфицированы.

Коммерциализация Purdue по коммерциализации помогла обеспечить патент на технологию для диагностики SMK, которая началась с помощью Purdue Foundry.

SMK Diagnostics ищет средства для создания прототипа и продвижения технологии вперед.

Источник:

https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2018/Q3/purdue-researchers-developing-device-that-detects-mosquito-borne -Болезните, -giving-здоровье-чиновники-время-бери action.html

      

Source link

Исследование раскрывает возможную связь между загрузкой железа, потреблением алкоголя и смертностью

      

        

Питьевое масло в значительной степени приводит к неконтролируемому всасыванию железа в организм, налагает напряжение на жизненно важные органы и увеличивает риск смерти, согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Clinical Nutrition .

В исследовании изучались результаты лечения у 877 женщин в Африке к югу от Сахары за медианное время наблюдения за девять лет. Результаты исследования показали, что уровни ферритина, маркера крови по степени загрузки железа в организме, были выше у пьющих, чем у непителей.

Железная нагрузка – это когда регулирование железа в организме скомпрометировано потреблением алкоголя, что приводит к большему поглощению его. Известно, что это вызывает проблемы со здоровьем, такие как сердечные приступы, заболевания печени и диабет.

Исследование показало, что более высокие уровни ферритина и его статистическое взаимодействие с алкоголем у этих пациентов предсказывают смертность от всех причин и сердечно-сосудистых заболеваний. Это означает, что прогностическое значение загрузки железа зависит от потребления алкоголя.

Д-р Рудольф Шутте, ведущий курс медицинской науки бакалавриата (с отличием) в Университете Англия Раскин и ведущий автор исследования, сказал: «Загрузка железа ставит нагрузку на сердечно-сосудистую систему через окисление, что может вызвать повреждение клеток , белки и ДНК.

«Связь между железом и смертностью оспаривается около 30 лет, но это исследование является первым исследователем значимости взаимодействия между загрузкой железа и потреблением алкоголя

«Эти данные могут иметь последствия для здоровья во всем мире для людей, которые потребляют большое количество алкоголя».

      

  

Source link

Новая технология «лабораторная на кристалле» может вскоре помочь обнаружить генетические аномалии плода на ранних сроках беременности

        

В раннем сроке беременности можно было обнаружить широкий спектр генетических аномалий плода, благодаря первому в мире исследованию, проведенному исследователями Университета Южной Австралии, использующим лабораторную технологию, неинвазивную технологию.

Биомедицинские инженеры Д-р Марни Винтер и профессор Бенджамин Тьерри из Future Industries Institute (FII) UniSA и Центр передового опыта ARC в конвергентной бионано-научной и технологической науке (CBNS) входят в состав группы исследователей, у которых изолированы клетки плода от материнской крови с использованием крошечного микрожидкостного устройства, позволяющего улучшить генетическое тестирование.

Технологический прорыв опубликован сегодня (четверг, 14 июня) в Advanced Materials Technologies .

Технология Lab-on-a-chip (LOC) объединяет лабораторные функции на чипе от нескольких миллиметров до нескольких квадратных сантиметров. Специальная конструкция устройства позволяет скринировать большие объемы крови, прокладывая путь для эффективного, дешевого и быстрого метода отделения клеток плода от материнских клеток крови.

«Мы надеемся, что это устройство может привести к новому неинвазивному пренатальному диагностическому тесту, способному выявить широкий диапазон генетических аномалий на ранней стадии беременности из простого образца крови», – говорит доктор Винтер.

В настоящее время пренатальные диагностические тесты включают процедуру амниоцентеза или взятие образца клеток из плаценты (выбор хорионического ворсинки), оба из которых несут риск вызвать выкидыш.

«Примерно через пять недель после беременности клетки плода, происходящие из плаценты, можно найти в кровотоке матери. Используя современные микрожидкостные технологии, мы можем теперь изолировать эти чрезвычайно редкие клетки (примерно один миллион) от белизны матери клеток крови и собирать их для генетического анализа », – говорит она.

Исследователи UniSA, работающие в сотрудничестве с доктором Маджидом Варкиани из Технологического университета Сиднея и специалистами из Женской и Детской больницы, SA Pathology и Repromed, адаптировали устройство изначально разработанного для выделения опухолевых клеток из крови рака пациентов.

«Многие беременные женщины будут знать о новых тестах, основанных на циркулирующей эмбриональной ДНК, которые – с простым анализом крови – помогают определить риск наличия ребенка с синдромом Дауна.

«Эти тесты революционизировали пренатальную помощь, но они могут обнаруживать только небольшой набор генетических состояний и не всегда точны. Мы надеемся, что эта технология LOC сможет надежно обнаружить больший диапазон генетических аномалий, предоставив больше информации для семьям и медицинским работникам », – говорит доктор Винтер.

Профессор Тьерри, возглавляющий группу биоинженерии UniSA, говорит, что существует значительный потенциал для дальнейшего развития концепции лаборатории на кристалле.

«Мы сотрудничаем с отраслевыми партнерами, чтобы перевести эту технологию в рутинную клиническую пренатальную диагностику и сделать ее доступной в будущем для выявления беременностей с низким и средним уровнем риска», – говорит он.

Профессор Эмили Хильдер, директор FII UniSA, говорит: «Этот исследовательский прорыв является свидетельством передовой технологии, разрабатываемой в Институте будущих индустрий. UniSA является ведущим игроком в технологии LOC благодаря нашим ANFF-SA микро и нанообогатительной установки на озерах Моусон ».

Источник:

https://www.unisa.edu.au/Media-Centre/Releases/2018/Blood-sample-breakthrough-good-news-for-pregnant -женские / #. W0WSe9IzaUk

      

Source link