Оригинал статьи

Наука в Сибири

от 23.11.2015 г.

В поисках малых молекул

В Международном томографическом центре СО РАН изучают метаболиты, содержащиеся в хрусталике глаза, и в перспективе эти исследования могут привести к созданию нового лекарства от катаракты.


В живых организмах присутствует огромное разнообразие малых молекул, которые называются метаболитами. К ним можно отнести аминокислоты, сахара, антиоксиданты и витамины. Множество таких малых молекул в сочетании с макромолекулами — белками или ДНК —составляют основу жизненных процессов клеток, тканей и органов. В свою очередь, хрусталик — особая, абсолютно прозрачная в видимой области спектра ткань, необходимая для беспрепятственного проведения света и фокусирования его на сетчатку глаза. Поддерживать эту структуру непросто, ведь в ней отсутствуют сосуды кровеносной системы, а также те механизмы, которые есть в обыкновенных клетках.

Для нормального функционирования хрусталика очень важно, чтобы содержание метаболитов было на должном уровне. Если их число изменится, это может привести к появлению серьезных заболеваний, одно из которых — катаракта. Она возникает, когда белки, находящиеся в хрусталике, слипаются и формируют большие структуры, которые начинают рассеивать свет. Защиту от подобных образований и осуществляют малые молекулы.

Используя современные методики – спектроскопию ядерного магнитного резонанса и жидкостную хроматографию с масс-спектрометрическим детектированием — ученые могут определить, сколько каких метаболитов находится в ткани. Помимо хрусталика группа параллельно изучает прилегающие к нему ткани и жидкости — водянистую влагу (заполняющую переднюю и заднюю камеры глаза), стекловидное тело, роговицу, а также кровь.

— В первую очередь мы должны четко понять, что вызывает различия между нормальными и катарактальными хрусталиками, — говорит научный сотрудник МТЦ СО РАН кандидат физико-математических наук Вадим Владимирович Яньшоле. — Если отсутствует какой-то защищающий ткани от нежелательного окисления антиоксидант, то может быть несколько причин, из-за которых его становится мало. Либо он перестает синтезироваться, либо — поступать, либо расходуется в очень больших количествах. На следующем этапе работы мы поймем, какой из трех вариантов является основным, и сможем придумать способ воздействия на этот процесс.

Исследования Вадима Яньшоле уже получили серьезную поддержку: до конца 2016 года он работает по гранту Президента Российской Федерации. Ученые отмечают: по оценке зарубежных коллег, квалификация МТЦ СО РАН в данной области находится на мировом уровне. В частности, при изучении ткани новосибирские специалисты могут количественно определять порядка 50 метаболитов одновременно, что является очень хорошим показателем. По словам Вадима Яньшоле, эти результаты сравнимы с достижениями мировых научных коллективов, занимающихся исследованиями в данной области, например, в институте имени Макса Планка в г. Гольм (Германия).

Группа, в которой работает Вадим Яньшоле, уже сотрудничает с институтами СО РАН, работающими по химическому и биологическому профилю (Институтом цитологии и генетики, Институтом химической биологии и фундаментальной медицины и так далее), а также с медицинскими компаниями Академпарка. Высокий уровень новосибирских специалистов подтверждает и то, что в совместных исследованиях с МТЦ СО РАН проявил заинтересованность Эдинбургский университет. Как отметил руководитель группы протеомики и метаболомики отдела магнитных явлений МТЦ СО РАН доктор химических наук Юрий Павлович Центалович, контакты с шотландскими коллегами были установлены только этим летом, однако в будущем не исключена научная кооперация.

— Лаборатория, которая ведет с нами переговоры, изучает маркеры раковых заболеваний, — рассказывает он. — По предварительным исследованиям, метаболомные составы больных и здоровых тканей заметно отличаются. Возможно, новые исследования помогут определить признаки ранней стадии заболевания, а также лучше понять механизм развития этих болезней. В итоге ускорится разработка средств для их лечения.

Павел Красин