Шановні колеги, вітаю Вас! Науковий семінар «Актуальні проблеми сучасної біохімії» Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України продовжує свою діяльність. 12-го червня (вівторок) о 10-30 в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь молодшого наукового співробітника відділу нейрохімії ІБХ Пиршева Кирила Олександровича «ОСОБЛИВОСТІ СТРУКТУРНОЇ ОРГАНІЗАЦІЇ ЛІПІДІВ ПЛАЗМАТИЧНОЇ МЕМБРАНИ ЗА АПОПТОЗУ ТА ЕРИПТОЗУ». Мова йде за апробацію кандидатської дисертації. До цього листа традиційно додаємо файл із авторськими тезами доповіді. Головувати на семінарі буде професор Великий М.М. Запрошую Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару.
З повагою – С.О.Костерін.
ОСОБЛИВОСТІ СТРУКТУРНОЇ ОРГАНІЗАЦІЇ ЛІПІДІВ ПЛАЗМАТИЧНОЇ МЕМБРАНИ ЗА АПОПТОЗУ ТА ЕРИПТОЗУ
Пиршев Кирило Олександрович, молодший науковий співробітник, Відділ нейрохімії ІБХ ім. О.В. Палладіна
Актуальність. Ліпідні мембрани завдяки своєму різноманітному складу є основою для просторового розподілу процесів в клітині. Суттєве значення для регуляції структури та функцій мембран мають індивідуальні ліпіди та фосфоліпіди. Незважаючи на широкі дослідження мембранних структур, актуальним залишається вивчення ролі індивідуальних ліпідів та ліпідних фаз у прояві властивостей плазматичної мембрани за різних функціональних станів клітин. Процеси апоптозу та ериптозу є еволюційними глибоко консервативними біологічними процесами, які потребують регульованої активації сигнальними каскадами та призводять до типових біохімічних та морфологічних змін в клітинах.
Ґрунтуючись на даних попередніх досліджень не можна створити повну картину взаємозв'язку між структурними, біохімічними та морфологічними властивостями у при формуванні супрамолекулярної організації плазматичної мембрани. Саме тому, враховуючи системний характер змін в клітині за апоптозу та ериптозу, вивчення стану плазматичної мембрани за обох процесів залишається актуальним в контексті біохімічних та медико-біологічних досліджень, чому і була присвячена ця робота.
Метою дослідження було вивчення змін структурно-функціональних властивостей та біохімічних процесів на рівні мембран еритроцитів та ядерних клітин (HeLa та Jurkat) за запрограмованої загибелі.
Вперше був показаний зв'язок між сигнальним шляхом, пов'язаним із каспазою-3, та зниженням вмісту Lo-подібної фази ліпідів у зовнішньому моношарі плазматичних мембранах на ранніх етапах запрограмованої загибелі клітин HeLa. Вперше було продемонстровано порушення асиметрії РЕ в плазматичній мембрані клітин за апоптозу та ериптозу. Доведено, що в клітинах Jurkat та еритроцитах людини за запрограмованої загибелі відбувається збільшення вмісту в зовнішньому моношарі плазматичної мембрани не тільки PS, але й РЕ. Тим не менш, незважаючи на візуальну схожість апоптозу та ериптозу, значущі відмінності були виявлені на рівні їхніх мембран: в еритроцитах, в порівнянні з ядерними клітинами, зменшення вмісту Lo-подібної фази ліпідів майже не спостерігається. Вперше були з’ясовані особливості супрамолекулярної організації плазматичної мембрани під час її везикуляції за апоптозу та ериптозу. В усіх досліджених типах клітин (HeLa, Jurkat та еритроцитах) виявлені суттєві концентрації рідинно-невпорядкованної фази в зовнішньому моношарі апоптичних тілець та везикул порівняно з іншими ділянками плазматичної мембрани (більш впорядкованими на ранніх етапах запрограмованої загибелі). В свою чергу, везикули еритроцитів були помітно більш упорядковані. Показано, що відмінності у впорядкуванні ліпідів і вмісті холестеролу в плазматичній та у внутрішніх мембранах ядерних клітин стають менш вираженими за апоптозу. В еритроцитах такі зміни не відбуваються.
Вперше були порівняні структурно-механічні властивості плазматичної мембрани за апоптозу та ериптозу. На відміну від ядерних клітин, де за апоптозу зменшується щільність пакування ліпідів (зокрема, в ділянках утворення апоптичних тілець), еритроцити ж ущільнюють структуру супрамолекулярної організації ліпідів мембрани.
Еритроцити мають подібну або меншу проникність плазматичної мембрани для наночасточок за запрограмованої загибелі порівняно з клітинами HeLa, які починають їх накопичувати більш активно вже на ранніх стадіях апоптозу. Збільшення латеральної та інтегральної щільності пакування ліпідів в еритроцитах підтверджується зменшенням швидкості кислотного гемолізу за ериптозу.
Таким чином, відповідно до поставленої мети та завдань, були вирішені наукові задачі щодо вивчення структурно-функціональних властивостей плазматичної мембрани за апоптозу та ериптозу і було доведено суттєву різницю між цими процесами, що спостерігаються в ядерних клітинах та еритроцитах. За наявності лише однієї мембранної структури та за рахунок збільшення латеральної та інтегральної щільності пакування ліпідів, еритроцити зберігають відносно високе упорядкування супрамолекулярної організації ліпідів за запрограмованої загибелі клітин.