Российские ученые выяснили, как меняется белковый состав мочи космонавтов и как это связано с нарушением функции эндотелия, который отвечает за регуляцию давления крови.

Известно, что длительное пребывание человека в космическом полете приводит к нарушению регуляции сердечно-сосудистой системы, важнейшим элементом которой является эндотелий — однослойный пласт плоских клеток мезенхимного происхождения, выстилающий внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов, сердечных полостей. Эндотелий участвует в регуляции давления в крови, а в космосе человек находится не вертикальном положении, и в его организме происходит перераспределение крови.

Ученые решили посмотреть, как отражаются эти процессы на белковом составе мочи. Организатором исследования выступил Институт медико-биологических проблем РАН, также в нем приняли участие ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», Институт энергетических проблем химической физики им. В.Л. Тальрозе РАН и Московский физико-технический институт.

«Существует миф, что у здорового человека белка в моче нет. На самом деле есть медицинская норма. Если содержания белка в моче меньше определенного порогового значения (до 50 мг в сутки), то пациенту выдают заключение, что он не болен протеинурией, — рассказывает младший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Евгений Тийс. — Эта патология возникает при некоторых заболеваниях, например, на поздних стадиях беременности при гестозе, и свидетельствует о нарушении почечной фильтрации».

 

Евгений Тийс 

 

Современные методы анализа позволяют определять не только малые количества белка в моче у здоровых людей, но также и то, какие именно это белки. Что и использовали российские ученые для обнаружения эндотелиальной дисфункции у людей, совершивших длительные космические полеты.

Ученые исследовали мочу 21 космонавта, которую собирали перед полетом, на первые и на седьмые сутки после приземления. Образцы мочи подвергались хромато-масс-спектрометрическому анализу. В результате по анализу пептидов — коротких фрагментов белка — удалось выделить 200 различных белков, присутствующих в этих образцах. 17 из них оказались функционально связаны с эндотелием.

Установить это позволили генные сети, создаваемые в ИЦиГ СО РАН. «Вершиной такой сети является ген. Если белок, который нарабатывается одним геном, взаимодействует с белком другого гена, мы говорим, что между этими генами в сети есть связь, — объясняет Евгений Тийс. — Наш институт разработал систему, позволяющую объединять все такие связи из разных баз данных в общую систему. Здесь есть и белок-белковые взаимодействия, и регуляция экспрессии, и многое другое. Кроме того, наша система анализирует тексты. Раньше это были только аннотации, но сейчас она уже умеет работать с полнотекстовыми статьями. Пока у нее достаточно большой процент ошибок, однако ее преимущество в скорости анализа: если собрать все данные из разных статей в одно целое, информацию гораздо легче анализировать».

Применение всех этих методов позволило обнаружить биологические процессы, связанные с эндотелием и реагирующие на космический полет, в том числе и такие, как активация, миграция и деление эндотелиальных клеток. Через семь дней почти все показатели были такими же, как в дополетном состоянии, за исключением некоторых отдельных белков — для их восстановления, полагают ученые, нужно больше времени.  

Подобные исследования перспективны не только с точки зрения космоса. Ученые ИЦиГ СО РАН недавно обнаружили, что спектр белков в моче и их масса увеличивается с возрастом. Это может обозначать, что через барьер, который раньше пропускал только небольшие пептиды, теперь могут проходить более крупные. «Видимо, есть какие-то микроразрывы или микроповреждения почек, и с возрастом их количество и размер возрастает», — комментирует Евгений Тийс. Кроме того, экспрессия того или иного гена в тканях коррелирует с содержанием его белков в моче (что вроде бы логично, но никто раньше этого  не показывал).

В дальнейшем исследователи планируют переходить на уровень более детального анализа сетей. Параллельно развиваются работы, в которых на основе анализа генных сетей ученые пытаются раскрыть механизм определенных патологий — то есть каким образом изменение во взаимодействии отдельных молекул сказывается на формировании того или иного заболевания. Например, сейчас уже есть некоторые данные по развитию рака щитовидной железы.

Диана Хомякова

Источники

"Космический" белок
Наука в Сибири (sbras.info), 04/07/2018
Космос плохо повлиял на состав человеческой мочи
Чердак (chrdk.ru), 05/07/2018
Как космос влияет на состав человеческой мочи
Красноярский медицинский портал (krasgmu.net), 07/07/2018
Космос плохо повлиял на состав человеческой мочи
Health.mail.ru, 06/07/2018

Похожие новости

  • 19/09/2016

    Михаил Федорук: наше сотрудничество с Таиландом развивается с хорошей динамикой

    ​Исследовательский центр продовольственной безопасности (НГУ) и Школа биоресурсов и технологий Технологического университета им. Короля Монгкута Тонбури (Таиланд) уже осуществляют ряд совместных проектов.
    1332
  • 20/02/2018

    Книга про эксперимент по доместикации лисиц удостоена престижной международной премии

    ​Совместная работа Людмилы Трут (ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН) и американского исследователя Ли Дугаткина была удостоена премии, которую считают аналогом "Оскара" в области научно-популярной литературы.
    367
  • 08/04/2017

    ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН и Алтайский государственный университет подписали соглашение о сотрудничестве

    Документ был подписан во время совместного совещания, прошедшего в ИЦИГ СО РАН, в котором приняла участие большая делегация из Барнаула во главе с ректором АлтГУ Сергеем Землюковым. Открывая совещание, директор ИЦИГ СО РАН академик Николай Колчанов отметил: — Барнаул является нашим ближайшим соседом среди областных центров.
    969
  • 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).
    1327
  • 20/06/2018

    Возможные перспективы Академгородка 2.0

    ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».
    129
  • 09/11/2017

    ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» посетила делегация Академии сельскохозяйственных наук Китая

    ​ФИЦ "Институт цитологии и генетики СО РАН" посетила делегация представителей китайской науки и бизнеса. Главная цель визита - заключение соглашения о сотрудничестве, в рамках которого должны быть созданы два совместных селекционно-семеноводческих центра (ССЦ), один в Новосибирске (на базе ФИЦ ИЦиГ СО РАН), второй - в Пекине (Институт овощеводства и цветоводства Академии сельскохозяйственных наук Китая).
    423
  • 13/07/2018

    Новосибирские ученые предложили создать Национальный центр генетических технологий

    ​ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» выступил с инициативой создания Национального центра генетических технологий. Как рассказал избранный директор ФИЦ ИЦиГ СО РАН член-корреспондент РАН Алексей Владимирович Кочетов, проект ЦГТ нацелен на решение сразу нескольких стратегических задач: «Прежде всего, мы хотим на одной площадке получить полный набор современных исследовательских технологий, обеспечивающий возможность фундаментального изучения генетических систем и процессов человека, животных, растений и микроорганизмов на базовых иерархических уровнях организации живых систем: молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом, организменном, популяционном, экосистемном».
    62
  • 27/10/2016

    Несколько институтов СО РАН объединятся

    ​К Федеральному исследовательскому центру Институт цитологии и генетики СО РАН присоединяются НИИ терапии и профилактической медицины и НИИ клинической и экспериментальной лимфологии бывшего СО РАМН, а также управляющее учреждение "Сибирское отделение медицинских наук".
    1039
  • 05/07/2017

    В новосибирском Академгородке прошла конференция по высокопроизводительному секвенированию в геномике

    ​​Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН представили новые методы, использующие NGS секвенирование, уникальные для нашей страны, на II Всероссийской конференции "Высокопроизводительное секвенирование в геномике", прошедшей в новосибирском Академгородке.
    979
  • 03/11/2017

    ​​В ИЦиГ СО РАН прошли переговоры о сотрудничестве с Академией сельскохозяйственных наук Китая

    1 ноября ФИЦ "Институт цитологии и генетики СО РАН" посетила делегация представителей китайской науки и бизнеса. Главная цель визита - заключение соглашения о сотрудничестве, в рамках которого должны быть созданы два совместных селекционно-семеноводческих центра, один в Новосибирске (на базе ФИЦ ИЦиГ СО РАН), второй - в Пекине (Институт овощеводства и цветоводства).
    509