29 июня 2020

В Курчатовском институте впервые в мире проведена криоэлектронная микроскопия экзосом спинномозговой жидкости человека

Курчатовский институт Курчатовский институт

Ученые НИЦ "Курчатовский институт" с помощью криоэлектронной микроскопии первыми в мире получили изображения экзосом, выделенных из спинномозговой жидкости пациентов с болезнью Паркинсона и гидроцефалией.

В человеческом организме экзосомы играют важнейшую роль в системе межклеточного транспорта веществ и информации. Полученные данные об их структуре и размерах необходимы для понимания механизмов участия экзосом в физиологических и патологических процессах, а также для их использования в качестве естественных доставщиков лекарств. Результаты этой работы опубликованы в журнале Plos One.

Экзосомы – это мембранные везикулы (пузырьки), выделяемые клетками во все жидкости организма. Процессы межклеточного транспорта веществ и обмена информацией, осуществляемые за счет экзосом, около 15 лет являются объектом пристального внимания ученых. С 2007 года начался стремительный рост количества публикаций, посвященных исследованиям экзосом, а 2013 году за открытие системы везикулярного транспорта была вручена Нобелевская премия.

"В настоящее время одной из наиболее актуальных задач является изучение структурных особенностей внеклеточных везикул, выделенных из различных биологических жидкостей человека. Наиболее полные данные о морфологии могут быть получены с помощью микроскопических исследований и, несомненно, самым подходящим методом для визуализации объектов нанометрового размера является криоэлектронная микроскопия",

- пояснил руководитель отделения молекулярной и радиационной биофизики НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ Андрей Коневега. По словам ученого, на сегодняшний день это самая современная и информативная технология для исследования структурных особенностей внеклеточных везикул. Она позволяет детально рассмотреть внешнее строение экзосом в их естественном виде, без искажений, которые характерны для других методов детектирования малых объектов.

"В этой работе с помощью криоэлектронной микроскопии впервые в мире были изучены структурные особенности экзосом из спинномозговой жидкости пациентов с болезнью Паркинсона и гидроцефалией, - отметила старший научный сотрудник лаборатории биосинтеза белка НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ Татьяна Штам. - Подобные исследования пока совсем немногочисленны. Ранее криоэлектронная микроскопия была проведена только для внеклеточных везикул, выделенных из плазмы крови человека, асцитической жидкости и питательной среды опухолевых клеток, культивируемых в лабораторных условиях".

Работа была проведена на криоэлектронном микроскопе, расположенном в НИЦ "Курчатовский институт". В исследовании впервые было показано разнообразие морфологии внеклеточных везикул спинномозговой жидкости, что, по словам ученых, предполагает разнообразие их функций. Проверка этой гипотезы станет предметом дальнейших исследований. В планы ученых также входит определение молекулярного состава выявленных структурных классов экзосом.

Российский научный центр "Курчатовский институт" был образован Указом Президента России в ноябре 1991 года на базе созданного в 1943 г. Института атомной энергии им. И.В.Курчатова (в то время Лаборатории N 2 Академии наук СССР) и стал первым государственным национальным научным Центром России. Центр подчинен непосредственно Правительству России и не входит в состав Российской Академии наук и отраслевых министерств.