​Сотрудники лаборатории оптики и динамики биологических систем Физического факультета НГУ (входит в САЕ «Нелинейная фотоника и квантовые технологии») совместно с лабораторией цитометрии и биокинетики ИХКГ СО РАН разработали инструмент для моделирования формы тромбоцитов крови и ее изменения при активации. Статья новосибирских ученых опубликована в мартовском выпуске престижного научного журнала PLoS Computational Biology. Причем трехмерное изображение тромбоцита, созданное новосибирскими учеными, редакторы издания поместили на обложку.

Тромбоциты - второй по численности компонент крови после эритроцитов. Их основная функция - остановка кровотечения при повреждении стенок сосудов. Контакт с инородными веществами, обычно отсутствующими внутри кровотока, приводит к активации тромбоцитов. После этого они прилипают к поврежденной поверхности и друг к другу, образуя механическую "пробку". Активация - очень быстрый и сложный процесс, сопровождающийся резким изменением формы клетки: преобразование из дисковидной формы в сферическую происходит за несколько секунд. Это морфологическое изменение может иметь жизненно важное значение для предотвращения кровопотери. Однако полного понимания его значимости нет, возможно, потому, что количественное описание формы тромбоцитов при активации отсутствует.

- Нам было интересно с точки зрения биофизики рассмотреть эти клетки, как они участвуют в процессе сворачивания крови. Изменение формы тромбоцита при активации давно описано в литературе, но никто не может объяснить, почему и как именно оно происходит. В последние годы стали появляться детальные исследования этого процесса. Например, в тромбоцитах есть кольцо микротрубочек, которое в спокойном состоянии растягивает клетку и делает из нее дисковидный блинчик. При активации это кольцо микротрубочек переходит в трехмерную свернутую структуру, что позволяет клетке принять сферическую форму. Мы стали изучать это явление и увидели, что у свернутой структуры, у кольца микротрубочек, постоянная кривизна. Следующим шагом была гипотеза о том, что поверхность тромбоцита, мембрана клетки плюс кортекс, облегает каркас микротрубочек и в спокойном состоянии, и в свернутом. Вот из этих предположений мы математически строго вывели форму тромбоцита, сделали удобную программу, чтобы любой желающий мог ее смоделировать, - рассказал заведующий лабораторией оптики и динамики биологических систем ФФ НГУ Александр Москаленский.

В своей статье ученые описали изменение формы, основанное на физическом рассмотрении цитоскелета тромбоцитов, и предложили математически строгую постановку задачи, решением которой является широкий класс форм как дисковидных, так и активированных клеток. Биофизики надеются, что этот инструмент поможет лучше понять механизмы поведения этих клеток и воздействовать на них. Например, при излишней активности тромбоциты участвуют в образовании тромбов внутри сосудов, и это необходимо корректировать. В таких случаях используется антитромбоцитарная терапия: пациентам дают препараты, блокирующие активность тромбоцитов. Сейчас остро стоит задача поиска новых направлений такой терапии, потому что традиционные препараты не всегда эффективны и вызывают привыкание. Направление, связанное с воздействием на форму клетки, может быть перспективным. Но сейчас такие препараты отсутствуют, возможно, потому, что нет достаточного понимания, как форма тромбоцита связана с его функциями.

Работа биофизиков НГУ будет продолжена благодаря поддержке Российского научного фонда. Лаборатория получила грант на исследования в области биофотоники. Их цель - выяснить, как тромбоциты участвуют в формировании сосудистых осложнений у больных сахарным диабетом, и предложить новые методы их лечения. Проект будет реализовываться в сотрудничестве с клиникой НИИКЭЛ (филиал ИЦиГ СО РАН) и университетом Астон (Великобритания).

Источники

Сотрудники Физического факультета НГУ создали трехмерное изображение тромбоцита
Академия новостей (academ.info), 27/04/2018
Биофизики НГУ создали инструмент для моделирования формы тромбоцита
Новосибирский государственный университет (nsu.ru), 27/04/2018
Сибирские ученые впервые создали точную модель тромбоцитов
ТАСС, 27/04/2018
Модель предскажет возможные формы тромбоцитов
Wi-fi.ru, 27/04/2018
Модель предскажет возможные формы тромбоцитов
Индикатор (indicator.ru), 27/04/2018
Сибирские ученые представили первую точную модель тромбоцитов
Gazeta.kg, 27/04/2018
Сибирские ученые представили первую точную модель тромбоцитов
Актуальные новости (actualnews.org), 27/04/2018
Сибирские ученые воссоздали точную модель тромбоцитов
Дело (delo-kira.ru), 27/04/2018
Сибирские ученые воссоздали точную модель тромбоцитов
Vistanews.ru, 27/04/2018
Сибирские ученые воссоздали точную модель тромбоцитов
Монависта (monavista.ru), 27/04/2018
Новости: Сибирские ученые воссоздали точную модель тромбоцитов
РИА Свежий Ветер (riasv.ru), 27/04/2018
Сибирские ученые впервые создали точную модель тромбоцитов
Google Новости ТОП, 27/04/2018
Форму тромбоцита можно смоделировать
Медицинское Обозрение (m-oboz.ru), 28/04/2018
Форму тромбоцита можно смоделировать
Русская планета (rusplt.ru), 28/04/2018
Ученые научились моделировать форму тромбоцитов
ИА Амител (amic.ru), 28/04/2018
Сибирские ученые научились моделировать форму тромбоцитов
Gorodskoyportal.ru/barnaul, 28/04/2018
Новосибирские ученые научились моделировать форму тромбоцитов
Спутник Новости (news.sputnik.ru), 28/04/2018
Новосибирские ученые научились моделировать форму тромбоцитов
Парламентская газета (pnp.ru), 28/04/2018

Похожие новости

  • 15/04/2016

    Новосибирские химики очищают водоёмы с помощью растений

    ​Учёные Новосибирского государственного университета занимаются исследованием растений, способных накапливать в своих тканях тяжёлые металлы, чтобы применять их для очистки водоёмов и почв от ядовитых веществ, которые попадают в окружающую среду с отходами промышленных предприятий.
    2718
  • 22/11/2016

    Новосибирские генетики изучат причины глухоты

    Учёные Новосибирского государственного университета и Института цитологии и генетики СО РАН проводят уникальные междисциплинарные исследования наследственной глухоты в регионах Сибири. Оценив основные молекулярно-генетические причины возникновения этого заболевания, исследователи приступили к изучению социальных аспектов наследственных форм потери слуха в Республиках Тыва, Алтай и Саха (Якутия).
    1581
  • 29/12/2017

    Биолог, психолог и востоковед рассказали о символе 2018 года

    Какая порода самая древняя? Почему собаки могут есть овсянку? Почему в Китае слагали легенды об этих животных и зачем вообще люди заводят собак? Ответы на эти вопросы ищите в материале ниже. Собака — родственник человека.
    838
  • 10/10/2018

    Генетики расшифруют молекулярные основы болезней сердца

    ​Ученые из новосибирского Академгородка и Эдинбурга (Великобритания) планируют найти новые биомаркеры и мишени для лекарств при сердечно-сосудистых заболеваниях, а также разработать методы прогнозирования риска болезни.
    200
  • 05/12/2016

    Сибирские генетики и управление фотосинтезом

    ​Ученые Новосибирского государственного университета и Института цитологии и генетики СО РАН отвечают на вопрос о том, как на генетическом уровне регулируется синтез и распределение хлорофилла в разных органах растений, исследуя геномы обычного ячменя и ячменя частичного альбиноса, у которого нарушена выработка хлорофилла.
    1784
  • 21/11/2016

    Сибирские генетики выяснили, как ячмень становится альбиносом

    Ученые Новосибирского государственного университета и Института цитологии и генетики СО РАН выяснили, как на генетическом уровне регулируется синтез и распределение хлорофилла в разных органах растений.
    1409
  • 19/08/2016

    Из студентов НГУ - в преподаватели биоинформатики

    ​Школа довузовской подготовки факультета информационных технологий НГУ в новом учебном году расширяет работу со школьниками — появляются занятия со старшеклассниками в рамках создаваемой Научно-технической проектной лаборатории НГУ «Инжевика».
    1913
  • 17/09/2018

    Новосибирские ученые улучшили метод анализа белков

    Группа ученых из Новосибирского госуниверситета совместно с коллегами из Института цитологии и генетики СО РАН и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН дополнила рентгеноструктурный анализ эволюционной информацией, чтобы лучше понять, как работают белки.
    246
  • 04/10/2018

    Ночь научных историй пройдёт в Новосибирске

    За один вечер в новосибирском Академгородке прочтут 15 научно-популярных лекций и дадут ответы на вопросы участников.  Ночь научных историй пройдёт в воскресенье, 7 октября. Каждая лекция будет длиться по 30 минут, далее 15 минут уделят на вопросы-ответы, и 15 минут на перерыв, в течение которого можно будет перейти на другую площадку.
    593
  • 26/06/2016

    Форум «Биомедицина-2016»

    С 26 июня по 1 июля в Новосибирске проходит форум «Биом​едицина-2016». ​В настоящее время биомедицинская наука преодолевает порог нового синтеза знаний, который ведет к формированию медицины нового поколения.
    3969