Срочные новости раздела
Уникальный обмен веществ сибирского углозуба позволяет ему пережить замораживание

Уникальный обмен веществ сибирского углозуба позволяет ему пережить замораживание

Российские ученые исследовали, как меняется метаболизм хвостатой амфибии — сибирского углозуба — в ответ на замораживание. В отличие от других земноводных, животное использует в качестве «антифриза» глицерин, а не глюкозу, добывает энергию в ходе метаболических процессов, не требующих кислорода, а также не накапливает вещество, способное привести к появлению свободных радикалов при выходе из условий гипоксии. Результаты проекта могут в перспективе дать возможность создания новых методов криоконсервации органов.

Сибирский углозуб (Salamandrella keyserlingii)© Nicholas Hunter/Flickr

Холодные зимы — суровое испытание для животных. Замерзание воды в клетках чревато образованием кристалликов льда, способных разорвать мембраны. Кроме того, заморозка тканей ведет к остановке кровотока и кислородному голоданию — гипоксии. Большинство животных не способно перенести такие состояния и потому выбрало другие стратегии выживания при отрицательных температурах — отрастило мех или мощный жировой слой, изменило размер частей тела, впадает в спячку и прочее. Однако некоторые организмы смогли адаптироваться и к заморозке. Выдающийся пример устойчивости среди них — сибирский углозуб Salamandrella keyserlingii.

«Это уникальная амфибия, способная выдерживать длительное замораживание при температурах до –55 °C и оставаться жизнеспособной. Мы проанализировали изменения метаболизма, происходящие при этом в тканях сибирского углозуба», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Сергей Шеховцов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ФИЦ «Институт цитологии и генетики» СО РАН.

С 80-х годов прошлого века известно, что защитой от полного замораживания углозуба служит глицерин. Он синтезируется из запасаемого на зиму в печени и мышцах вещества — гликогена — и разносится током крови по всему организму. Глицерин вытесняет из клеток воду, которая кристаллизуется в межклеточном пространстве без ущерба для животного. Сами же клетки не замерзают, что и спасает жизнь всему организму.

Коллектив авторов, включающий в себя ученых из ФИЦ ИЦиГ СО РАН (Новосибирск), Института биологических проблем Севера ДВО РАН (Магадан) и Института «Международный томографический центр» СО РАН (Новосибирск), сравнил метаболомы — наборы малых молекул — углозубов при положительных температурах (3–4 °C) и после продолжительного замораживания (до –8 °C).

Анализ показал, что глицерин — единственный криопротектор среди низкомолекулярных соединений у этого вида. В этом особенность сибирского углозуба, отличающая его от других амфибий, у которых в качестве «антифриза» используется глюкоза.

Также авторы выявили при замораживании усиление гликолиза — процесса окисления веществ для получения энергии без кислорода, — что, очевидно, было следствием гипоксии, возникающей при замораживании. Еще одной уникальной чертой сибирского углозуба оказалось то, что его организм не накапливает сукцинат. Концентрация этого вещества всегда растет при гипоксии у всех изученных на данный момент позвоночных. Сукцинат, в свою очередь, служит причиной синтеза свободных радикалов при возобновлении поступления кислорода, что вызывает различные патологические состояния.

«Всё это говорит о том, что метаболизм сибирского углозуба имеет много отличий от метаболизма других животных, что и обеспечивает его выдающуюся устойчивость к замораживанию. В перспективе результаты подобных исследований помогут понять механизмы этой устойчивости и, возможно, дадут ключ к созданию новых способов замораживания органов и тканей», — отметил Сергей Шеховцов.

Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда и опубликовано в журнале Biology  Источник: polit.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Вирусологи идентифицировали 5504 новых вида вирусов в образцах океанской воды. Вирусы были обнаружены с помощью алгоритма машинного обучения при обследовании 35 000 проб воды со всего мира.
подробнее...

Группа астрономов при помощи Очень Большого телескопа Европейской Южной обсерватории (VLT ESO) наблюдала новый вид звездных взрывов — вспышку микроновой. В ходе каждой такой вспышки, происходящей на
подробнее...

Биологи собрали de novo геном динго и сравнили его с геномами пяти пород домашних собак. Оказалось, что динго — сестринская группа по отношению к домашним собакам. Ученые также обнаружили у динго и
подробнее...

Международная группа палеонтологов обнаружила новые доказательства того, что у птерозавров, летающих родственников динозавров, были перья и они могли контролировать их цвет с помощью пигментов
подробнее...

Российские ученые применили новейшую технологию на основе машинного обучения, позволившую точно определить очень близкие виды насекомых, сообщает пресс-служба Российского научного фонда
подробнее...

Американские исследователи определили, что останки пауков олигоценового периода (примерно 23-34 миллиона лет назад) дошли до наших дней благодаря микроводорослям и уникальной химии членистоногого,
подробнее...

После того, как самцы паука Philoponella prominens, обитающего в Китае, Корее и Японии, спариваются с самкой, они резко отпрыгивают от самки со скоростью до 88 сантиметров в секунду. Исследователи из
подробнее...

Корейские ученые разработали новую платформу для редактирования генов – TALED. С ее помощью они смогли поменять аденин на гуанин – азотистые основания ДНК – в митохондриях, сообщает Институт
подробнее...

Ученые из Великобритании и Мексики обнаружили в мексиканских лесах шесть новых видов лягушек, которые достигают в длину не больше 15 миллиметров. Взрослые самцы самого маленького из этих видов,
подробнее...

Развитие молекулярной биологии и биотехнологий позволило создать множество биосенсоров и тестов для диагностики — от быстрых анализов на COVID-19 до экспресс-тестов на патогены, поражающие
подробнее...

Сотрудники Музея землеведения МГУ предложили гипотезу, согласно которой массовые вымирания, неоднократно случавшиеся в истории Земли, могли быть запущены движением литосферных плит. В результате этого
подробнее...

Исследователи из Европейской молекулярно‑биологической лаборатории (EMBL) в Барселоне создали 3D-модель in vitro, которая имитирует, как структуры-предшественники, дающие начало позвоночнику,
подробнее...

Международная группа ученых из России и Германии открыла механизм работы на атомном уровне важного клеточного белка бактериородопсина. Оказывается, с помощью света белок организует «протонные провода»
подробнее...

Ученые эксперимента CMS на Большом Адронном Коллайдере выполнили самое точное на сегодняшний день измерение массы истинного (top) кварка — самой тяжелой из известных элементарных частиц. Полученная
подробнее...

Японские палеонтологи описали два новых вида нелетающих лебедей, которые обитали в Японии 11,5 миллиона лет назад. Ученые назвали их Annakacygna hajimei и A. yoshiiensis. Эти лебеди отличались от
подробнее...

Исследователи Института цитологии РАН (ИНЦ РАН) выяснили, что транскрипционный фактор Zeb1, в частности, способствующий метастазированию раковых клеток молочной железы, при повышении его концентрации
подробнее...

Сотрудники лаборатории терагерцовой спектроскопии МФТИ обнаружили, что вода в белках, отвечающих за обеспечение живых систем энергией, и вода, на которую воздействуют постоянным электромагнитным полем
подробнее...

Физики из Канады, Китая и России провели детальное вычисление энергий и ширин нескольких уровней пионного гелия. В своих расчетах они добились относительной погрешности в четыре миллиардных доли, что
подробнее...