​Весной 2021 года Российский научный фонд выделил группе ученых Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН грант на изучение молекулярных механизмов устойчивости амфибий к гипоксии (кислородному голоданию). Работа над этим проектом продвигается успешно и уже принесла первые результаты.

 
Общеизвестно, что человек, как и большинство млекопитающих, крайне чувствителен к гипоксии. Даже кратковременное (несколько минут) ограничение количества потребляемого кислорода влечет за собой необратимые патологические изменения в некоторых органах и, как следствие, смерть. Локальное ограничение количества кислорода (ишемия) – также часто встречающаяся патология человека. Один из самых устойчивых к гипоксии видов млекопитающих, голый землекоп Heterocephalus glaber способен выдержать 10–20 минут без кислорода. В то же время среди других групп позвоночных есть примеры гораздо более выдающейся устойчивости: некоторые виды рептилий и рыб способны выживать недели и месяцы при полном отсутствии кислорода.

 
Недавно в поле зрения ученых попали лягушки. Точнее, один конкретный вид - сибирская лягушка (Rana amurensis). 

 
«Традиционно считалось, что амфибии заметно хуже переносят отсутствие кислорода, чем рептилии. Но как показали исследования наших коллег из Магадана под руководством Даниила Иосифовича Бермана, сибирская лягушка адаптировалась к зимовке в заморных водоемах, где к концу зимы в воде практически не остается кислорода. Однако лягушки не только месяцами способны жить в этих условиях и даже сохраняют определенную двигательную активность», - рассказал старший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Сергей Шеховцов.

 
Изучение механизмов адаптации к отсутствию кислорода, которые сформировались у лягушек и посвящен проект, поддержанный грантом РНФ. Для этого ученые сравнивают биохимические механизмы и геномы трех видов лягушек: высоко устойчивом к гипоксии виде (сибирская лягушка R. amurensis), среднеустойчивом (остромордая лягушка R. arvalis) и неустойчивом (дальневосточная лягушка R. dybowskii).

 
Работа уже принесла первые результаты: исследование метаболомов печени и сердца сибирской лягушки показало, что в состоянии гипоксии резко увеличиваются концентрации маркёров гипоксии (лактата, аланина, сукцината и др.). Показано, что сибирская лягушка испытывает сильный энергетический стресс, что проявляется в резком изменении соотношений АТФ/АДФ, NAD+/NADH и креатинфосфат/креатин. У сибирской лягушки, кроме того, сильно повышен уровень глутатиона, что можно интерпретировать как подготовку к стрессу реоксигенации.

 
 «Следующий шаг – понять какие гены и белки задействованы в этом механизме адаптации. Это единственный пример такой устойчивости среди наземных позвоночных, недавно открытый и потому совершенно не изученный, чем и обуславливается ценность проекта для фундаментальной науки», - подчеркнул Сергей Шеховцов.

 
Исследование имеет не только фундаментальное значение, но и определенные прикладные перспективы. Информация о том, формируется устойчивость к состояниям гипоксии и ишемии, какие белки и гены вовлечены в этот процесс, может быть востребована при разработке новых способов терапии подобных патологий и у человека.

 
Пресс-служба ИЦиГ СО РАН
 
Фото с сайта ИЦиГ СО РАН

Источники

Как животные переживают длительную гипоксию, выясняют новосибирские ученые
Поиск (poisknews.ru), 06/09/2021
Пресс-релиз. Жить без кислорода. Новосибирские генетики выясняют, что помогает животным пережить длительную гипоксию
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (bionet.nsc.ru), 06/09/2021
Сибирские лягушки поставили рекорды кислородного голодания
Sibnet.ru, 06/09/2021
Что помогает животным пережить длительную гипоксию?
Наука в Сибири (sbras.info), 06/09/2021
Жить без кислорода. Новосибирские генетики выясняют, что помогает животным пережить длительную гипоксию
Российский научный фонд (rscf.ru), 06/09/2021
Жить без кислорода. Новосибирские генетики выясняют, что помогает животным пережить длительную гипоксию
Российский научный фонд (рнф.рф), 06/09/2021
Новосибирские ученые-генетики выясняют, что помогает животным пережить гипоксию
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 06/09/2021
На Колыме нашли лягушку, которая может месяцами жить без воздуха
Весьма (vesma.today), 07/09/2021
Жить без кислорода
Научная Россия (scientificrussia.ru), 06/09/2021
Жить без кислорода
Академгородок (academcity.org), 08/09/2021
КАК ЖИВОТНЫЕ ПЕРЕЖИВАЮТ ДЛИТЕЛЬНУЮ ГИПОКСИЮ, ВЫЯСНЯЮТ НОВОСИБИРСКИЕ УЧЕНЫЕ
Биотех 2030 (biotech2030.ru), 10/09/2021

Похожие новости

  • 22/01/2018

    Ученые ИЦиГ СО РАН рассказали о депрессивном геноме

    Аcademcity.org уже рассказывал, что ученые Института цитологии и генетики СО РАН и Института клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН провели комплексное исследование влияния хронического социального стресса на организм.
    1858
  • 27/02/2019

    Новосибирские ученые ищут способы победить грипп

    ​Современные способы создания вакцины против гриппа на основе куриных эмбрионов имеют ряд недостатков. Сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и НИИ гриппа им.
    1198
  • 19/04/2018

    Новосибирские генетики вошли в число победителей конкурса РНФ для научных групп

    ​​Поддержку Фонда получат исследования, направленные на поиск генов устойчивости растений к болезням и механизмов развития заболеваний человека, вызванных заражением паразитами. Ежегодно в России проходят конкурсы научно-исследовательских проектов, победители которых получают поддержку Российского научного фонда.
    1900
  • 08/05/2019

    Сахарным диабетом 1-го типа займутся в рамках нацпроекта «Наука»

    ​​Связь между генотипом и последствиями сахарного диабета 1-го типа, в том числе его влиянием на головной мозг, исследуют в новой молодежной лаборатории ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН». Над проблемой будут работать девять молодых ученых.
    4647
  • 25/10/2019

    Василий Ярных: благодаря РНФ наше направление науки развилось в России просто с нуля

    ​Недавно стало известно, что нейробиологи из Томска под руководством профессора Василия Ярных планируют использовать новый подход для исследования повреждений головного мозга у пациентов с болезнью Паркинсона.
    1970
  • 15/02/2018

    Томские ученые доказали эффективность нового метода диагностики заболеваний мозга

    ​Издательство Nature Publishing Group опубликовало результаты исследований ученых ТГУ, подтверждающие эффективность нового метода диагностики заболеваний головного мозга. Уникальный способ неинвазивной оценки состояния оболочек нервных волокон (миелина) при помощи магнитно-резонансной томографи (МРТ) был разработан под руководством профессора Университета Вашингтона, научного руководителя лаборатории нейробиологии НИИ ББ ТГУ Василия Ярных.
    2944
  • 06/04/2019

    РНФ поддержал девять проектов ФИЦ ИЦиГ СО РАН

    На конкурс РНФ 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» поступило более 3,6 тысяч заявок. По результатам отбора было принято решение о поддержке 681 проекта.
    2313
  • 16/09/2021

    Год науки и технологий. Какую поддержку получают молодые учёные?

    Поддержка молодых ученых – одно из основных направлений государственной политики в области развития науки. Для того, чтобы увеличить количество молодых людей, решивших связать свою жизнь с наукой, и поддержать их исследования, проводится целый ряд программ.
    388
  • 28/01/2019

    Новосибирские ученые выращивают мини-мозги

    ​Если бы «Волшебника из страны Оз» писали в наше время, Страшила мог отправиться за мозгами прямиком в научно-исследовательский институт, ведь их уже выращивают в лабораторных условиях. В России всего несколько мест, где работают с новой технологией, одно из них — в новосибирском Академгородке.
    1326
  • 19/11/2018

    Биолог из Новосибирска разработал мобильное приложение для сельского хозяйства

    Труд агрономов и селекционеров иногда содержит очень утомительные операции. Например, периодически им требуется подсчитывать количество зерен в колосьях пшеницы. Не делать этого вручную позволяет мобильное приложение SeedCounter, которое вместе с коллегами создал биолог Михаил Генаев из Новосибирска.
    1566