​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.
    2639
  • 28/07/2018

    В Новосибирске планируют открыть Центр генетических технологий

    ​Институт цитологии и генетики (ИЦиГ, Новосибирск) разработал проект создания к 2026 году центра компетенций "Генетические технологии" (ЦГТ). Об этом сообщил научный руководитель ИЦиГ СО РАН академик Николай Колчанов 27 июля во время совещания с министром науки и высшего образования РФ Михаилом Котюковым.
    277
  • 17/05/2018

    Аспирант ИЦИГ СО РАН стал победителем молодежного медиафорума в Санкт-Петербурге

    Александр Злобин победил в студенческом медиафоруме ScienceMedia. Форум проводился в третий раз, а число участников растет с каждым годом. Победу на ScienceMedia Александру Злобину принесло интервью для студенческого радио НГУ с директором по маркетингу KBK Group LLC Леонидом Тарановым, посвященное теме криптовалют.
    309
  • 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.
    795
  • 10/08/2018

    Ученые установили, что боли в спине связаны с генами и депрессией

    Коллектив ученых из России (Институт цитологии и генетики СО РАН и Новосибирский государственный университет), Великобритании, США и Нидерландов провел масштабное полногеномное исследование ассоциаций болей в пояснице и различных других состояний.
    282
  • 06/09/2016

    Бельгийский ученый выступит в Новосибирске с лекцией о вкладе геномных технологий в селекцию животных

    ​Приглашаем на лекцию ученого мирового уровня, профессора генетики и геномики факультета ветеринарной медицины университета г. Льеж, Бельгия, Мишеля Жоржа The impact of genomics in animal breeding (Вклад геномных технологий в селекцию животных).
    1484
  • 10/01/2017

    Академику Николаю Колчанову исполнилось 70 лет

    ​Николай Александрович Колчанов родился 9 января 1947 года в с. Кондрашино Омской области. В 1971 году окончил Новосибирский государственный университет. С 1974 года работает в Институте цитологии и генетики СО РАН, а с 2008 года - директор этого института.
    1442
  • 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.
    1733
  • 17/08/2018

    Профессор Михаил Мошкин - о жизни и науке

    ​Руководитель Центра генетических ресурсов ФИЦ «ИЦиГ СО РАН», д.б.н., профессор Михаил Мошкин празднует свой юбилей. Накануне мы встретились и попросили его рассказать о своей научной работе, чем занимается возглавляемый им Центр и какие задачи его сотрудникам только предстоит решить.
    218
  • 14/11/2017

    Юбилей академика Михаила Ивановича Воеводы

    ​Михаил Иванович Воевода родился 14 ноября 1957 года в Новосибирске. После окончания в 1982 году Новосибирского Государственного Медицинского Университета обучался в клинической ординатуре по специальности «внутренние болезни».
    1048