Исследования в данном направлении проводят ученые Университета «Сириус».
Камчатские бактерии, чей белок адаптировался к экстремальным температурам горячих источников, помогут выявить стареющие, клетки организма. В настоящее время молодые ученые Научного центра трансляционной медицины Университета «Сириус» создают генетически кодируемый биосенсор витамина В12 для повышения эффективности сенесенс-зависимых стратегий лечения онкологических и возрастных заболеваний. Сенесенс, или клеточное старение, наступает, когда клетка перестает делиться. В результате она ускользает от обычных видов терапии. При онкологических заболеваниях сенесенс-зависимые стратегии лечения учитывают эту особенность клеток. Поэтому применяются тогда, когда обычные методы лечения не работают.
У пожилых людей довольно часто в крови наблюдается дефицит витамина В12. Его нехватка повышает риск появления возрастных заболеваний или нарушений психики. Концентрация витамина может стать определенным маркером при диагностике болезни. Но в данный момент нет простых и эффективных способов измерить его число в клетках — только в крови. Но отсутствие дефицита витамина В12 в крови не гарантирует, что он есть в достаточном количестве непосредственно внутри клеток.
Команда Научного центра трансляционной медицины создает неинвазивный молекулярный инструмент для количественного измерения витамина В12 в клетках. Возглавляет исследование молодой ученый — старший научный сотрудник направления «Биотехнологии» Никита Кульдюшев, бакалавр и магистр МФТИ, Ph.D Йенского университета имени Фридриха Шиллера (Германия). Никита предложил воспользоваться связывающим белком, который уже создан самой природой. Витамин В12 синтезируется некоторыми бактериями. Остальные импортируют витамин из окружающей среды при помощи В12-связывающего белка, находящегося в их клеточной мембране. В него ученые интегрируют флуоресцентные белки. Так получившаяся конструкция будет способна флуоресцировать и связывать В12.
Команда проекта модифицирует конструкцию так, чтобы при разной концентрации витамина излучение света отличалось по силе. Это поможет определять концентрации витамина. Такое вмешательство может разрушить либо витамин В12-связывающий белок, либо саму способность связывать. Чтобы избежать этого, ученые используют в качестве основы биосенсор бактерии, чьи белки привыкли к экстремальным условиям.
«Мы получили из Всероссийской коллекции микроорганизмов ряд микробов, живущих на территории России. Это представитель царства архей Thermogladius calderae, обитающий в наземном горячем источнике кальдеры вулкана Узон на Камчатке при температуре 85 градусов, бактерии Fervidicoccus fontis из близкого источника и Fervidobacterium riparium из горячего источника острова Кунашир Курильских островов, живущие при температуре 65–70 градусов. Экстремальная температура окружающей среды привела к чрезвычайной стабильности белков этих организмов. Мы уже извлекли достаточное количество белка из Fervidobacterium riparium для исследований его свойств», — рассказал Никита Кульдюшев.
Извлеченные белки из термофилов ранее никто не получал в лаборатории и не охарактеризовал. На данный момент команда проверяет эти белки и их способность связывать В12. В ближайшее время научная группа планирует получить первый прототип флуоресцентного молекулярного инструмента для измерения витамина В12 в клетках. На разных этапах к работе привлекаются студенты аспирантуры (направление «Молекулярная биология») и магистратуры («Молекулярная медицина» и «Медицинская химия»). Исследование проводится за счет гранта Российского научного фонда № 23-75-01141.