​Ученые из России и Германии изучили рецепторы серотонина, чтобы оценить, как взаимодействия между ними могут повлиять на процессы внутри клеток. Исследователи показали, что синтез циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) – важной регуляторной молекулы – зависит от присутствия комплексов из рецепторов серотонина разного типа.  

Результаты демонстрируют, что такие структуры необходимы для регуляции активности клетки. В дальнейшем это может найти применение в фармакологии в изучении заболеваний, связанных с серотониновой системой. Исследование поддержано Российским научным фондом и опубликовано в Journal of Cell Science.

Рецепторы – белковые молекулы на поверхности клеток – серотонина типов 1А и 7 относятся к семейству рецепторов, связанных с G-белком. Этот белок выполняет роль посредника в самых разных внутриклеточных процессах. Один из таких процессов – это активация или подавление синтеза цАМФ, молекулы, участвующей в проведении сигналов различных гормонов. Эти рецепторы серотонина могут объединяться в комплексы с рецепторами как своего типа, так и другого. Значение этих структур остается не совсем понятным, но есть доказательства, что образование комплексов влияет на синтез цАМФ.

Чтобы это изучить, специалисты предложили одновременно анализировать белковые взаимодействия между рецепторами и интенсивность синтеза цАМФ. Ученые изменили молекулы рецепторов так, чтобы они могли излучать свет при определенных условиях. Формирование комплексов определялось как изменение свечения этих молекул в клетках, а синтез цАМФ – с помощью чувствительного к нему биосенсора. Работа проводилась на культуре нейронов. Их изменили таким образом, что клетки синтезировали рецепторы только одного типа или обоих одновременно. Эксперименты на нейронах были необходимы для выявления эффектов в естественной среде существования рецепторов серотонина. В каждом случае исследователи добавляли синтетические соединения, усиливающие или подавляющие активность того или иного рецептора. Это было нужно, чтобы определять, как активность рецепторов серотонина разного типа изменяется в условиях, где смешанные комплексы могли формироваться и где этого не происходило.

Применяемая методика позволяет эффективно выявлять вещества, активирующие или подавляющие работу рецепторов. В дальнейшем это пригодится при анализе свойств новых соединений. Ученые выявили, что специфическая активация рецепторов не влияет на формирование комплексов из них. Также оказалось, что при большей концентрации рецепторов типа 7 и при активации рецепторов типа 1А цАМФ-зависимое проведение сигнала сильно подавлялось. Ученые сделали вывод, что в этом случае формирование смешанных комплексов тормозит запуск внутриклеточных реакций, связанных с активацией рецепторов 1А. Для рецепторов типа 7 такой зависимости не выявили.

В другой серии экспериментов ученые хотели сравнить интенсивность синтеза цАМФ при активации рецепторов серотонина у нейронов разного возраста. Выделили клетки из мозга мыши и затем выращивались в лаборатории. Результаты показали, что изменение активности рецепторов типа 1А меньше влияет на синтез цАМФ на ранних стадиях развития, чем на поздних (2-й и 12-й дни in vitro соответственно).

Ученые предполагают, что регистрация динамики внутриклеточных процессов может дополнительно использоваться в исследованиях взаимодействий между молекулами рецепторов.

«Это облегчит поиск новых лекарств и исследование заболеваний, связанных с работой серотониновой системы мозга», – говорит руководитель проекта, сотрудник Института цитологии и генетики СО РАН, доктор биологических наук Владимир Науменко.

Похожие новости

  • 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.
    2564
  • 10/11/2016

    О перспективных направлениях исследований в области биоэнергетики

    ​Academcity продолжает анонсировать инновационные решения, которые будут представлены на форуме "Инновационная энергетика". Сегодня предлагается ознакомиться с перспективным направлением исследований в области биоэнергетики.
    1816
  • 07/03/2018

    Ученые установили, что длительные конфликты изменяют строение мозга

    Ученые из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН показали, что у самцов мышей, 20 дней находившихся в условиях постоянных конфликтов с враждебно настроенными представителями своего же вида, в различных отделах мозга повышается или снижается экспрессия генов семейства коллагена.
    983
  • 25/08/2016

    Новосибирские генетики создали маркер для обнаружения раковых клеток

    ​В Новосибирске научились определять среди клеток рака "ключевых убийц", виновных в возникновении опухолей. Однако без господдержки маркер не сможет послужить людям.Ученые всего мира ищут способ победить рак, пытаясь создать препарат, с помощью которого можно отслеживать и помечать опасные клетки.
    2231
  • 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.
    688
  • 27/07/2017

    Учёные ИЛФ СО РАН разрабатывают методы диагностики диабета с помощью терагерцового излучения

    Исследователи из Института лазерной физики СО РАН развивают метод импульсной терагерцовой спектроскопии для диагностики сахарного диабета по характеристикам воды в плазме крови. Также учёные работают над созданием технологии неинвазивного определения этого заболевания.
    1472
  • 28/08/2018

    Новосибирские ученые создали прибор для диагностики заболеваний печени на ранней стадии

    ​Уникальный аппарат для диагностики заболевания печени на ранней стадии с помощью глубокого зондирования клеток разработали ученые Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии (ГНЦ ВБ) "Вектор" Роспотребнадзора и двух научных институтов Сибирского отделения РАН, сообщил в понедельник в рамках Международного форума "Технопром-2018" в Новосибирске ведущий научный сотрудник ГНЦ ВБ "Вектор" Владимир Генералов.
    778
  • 03/02/2016

    Для чего ученые красят пшеницу?

    ​​​​Ученые Федерального исследовательского центра "Институт цитологии и генетики СО РАН" (ИЦиГ СО РАН) ищут новые пути повышения устойчивости ведущих злаковых культур к неблагоприятным условиям, а также работают над повышением питательных свойств зерна пшеницы.
    4134
  • 27/11/2018

    Крыса узнает ракового больного по запаху: уникальное открытие российских ученых

    ​Первый в мире диагностический прибор с использованием... спящей крысы представят в среду ученые в Ростовском научно-исследовательском онкологическом институте Минздрава РФ. С помощью его можно обнаруживать рак легких, туберкулез и другие опасные заболевания на самых ранних стадиях.
    1661
  • 13/04/2016

    В ИЦИГ СО РАН создают базу данных для обработки научной информации

    ​В Федеральном исследовательском центре «Институт цитологии и генетики СО РАН» разрабатывают универсальную систему для поддержки селекционно-генетических экспериментов, пока что тестируя ее на проектах, связанных с изучением пшеницы.
    1984