Pelat nuklir. Lavrov mengatakan risiko penggunaan senjata nuklir meningkat karena tindakan AS

11 Juli 2008

Masalah pengendalian genetik terhadap angka harapan hidup dan proses penuaan memiliki banyak aspek, salah satunya disorot dalam studi penyakit keturunan yang termasuk dalam kelompok laminopati. Laminopati adalah sekelompok penyakit keturunan yang disebabkan oleh mutasi pada gen yang mengkode protein lamina inti, yang merupakan bagian dari membran inti sel dan berperan penting dalam menjaga kekakuannya.

Selubung inti meliputi membran inti dua lapis yang terdiri dari lapisan luar dan dalam, kompleks pori-pori inti, dan lamina inti yang terletak di bawah permukaan membran inti bagian dalam. Awalnya, lamina ditemukan sebagai komponen berserat dari nukleus, terdiri dari filamen yang ukurannya sesuai dengan filamen perantara (10-13 nm) [filamen perantara (IF) adalah elemen struktur sitoskeletal organisme multiseluler dan ditemukan di keduanya. sitoplasma dan di dalam nukleus]. Ciri-ciri struktural filamen lamina ditentukan oleh protein yang membentuknya, yang disebut lamin.

Lamin termasuk dalam superfamili protein IF, grup 5 (4 grup sisanya adalah sitoplasma) dan, karena fitur strukturalnya, mampu mengalami modifikasi pasca-translasi. Jumlah protein lamin yang ditemukan pada metazoa berbeda bervariasi. Manusia (dan mamalia lainnya) memiliki 3 gen yang mengkode 7 protein berbeda. Protein ini dibagi menjadi dua jenis - tipe A dan tipe B, yang berbeda dalam kontrol genetik, metode sintesis, pola ekspresi dan ciri lainnya (Tabel 1 - menurut C.J. Hutchison, 2002 dengan modifikasi).

Tipe lamin				Ekspresi
	A, IKLAN10*, C	LMNA	Penyambungan alternatif	Sel yang berdiferensiasi
		LMNA	Penyambungan alternatif	Germline (ekspresi spesifik sperma)
		LMNB 1	Produk gen LMNB 1	Kebanyakan sel
		LMNB2	Penyambungan alternatif	Kebanyakan sel
		LMNB2	Penyambungan alternatif	Hanya pada spermatosit

* - Lamin ini juga ditemukan pada beberapa lini sel tumor.

[Penyambungan alternatif adalah “pembuatan ulang” terkontrol dari molekul messenger RNA (mRNA) yang dibaca dari satu gen, disertai dengan penggabungan ekson gen dalam kombinasi berbeda dengan pembentukan berbagai molekul mRNA matang, hal ini memastikan bahwa satu gen mengkodekan produk akhir yang berbeda dan adalah salah satu mekanisme utama pembentukan keanekaragaman protein pada eukariota yang lebih tinggi.]

Ekspresi lamin B1 dan B2 diamati di sebagian besar sel embrio dan organisme dewasa. Integritas nukleus, kelangsungan hidup sel, dan perkembangan normal bergantung padanya. Lamin tipe A memiliki pola ekspresi berbeda yang berkorelasi dengan diferensiasi sel. Hal ini menimbulkan asumsi bahwa lamin tipe B menentukan kelangsungan hidup organisme, sedangkan lamin tipe A memiliki fungsi yang lebih terspesialisasi. Ada bukti partisipasi lamin dalam proses transkripsi dan pemrosesan RNA pasca-transkripsi.

Dalam dekade terakhir, hubungan antara mutasi pada LMNA dan sejumlah penyakit yang beragam secara klinis telah ditemukan, yang digabungkan ke dalam kelompok laminopati. Intensifikasi penelitian ke arah ini telah menyebabkan lonjakan publikasi yang signifikan: pada tahun 2005 saja, jumlahnya melebihi 200. Pada laminopati, diamati kelainan yang menyebabkan perubahan struktur otot lurik dan obesitas, polineuropati, lipodistrofi, kardiomiopati, berkontribusi pada pengembangan resistensi insulin, kelainan kulit, dll.

Namun fenotip paling dramatis yang disebabkan oleh mutasi pada LMNA dan kelainan penyambungan berikutnya adalah progeria, atau sindrom penuaan dini – sindrom Hutchinson-Gilford. Kehadiran lamin yang rusak dalam inti sel menyebabkan banyak perubahan patologis: kandungan sejumlah protein dalam inti menurun tajam, membran inti menyusut, dan proses perbaikan kesalahan yang terjadi selama sintesis DNA terganggu. Akibatnya, sel-sel kehilangan kemampuannya untuk membelah dan sel-sel mati tidak tergantikan dengan yang baru, sehingga menyebabkan penuaan dini pada tubuh. Pasien-pasien ini tidak hidup sampai usia 20 tahun dan sudah pada usia 10-12 tahun mereka tampak seperti lelaki tua yang kecil dan kuno.

Yang benar-benar booming adalah laporan P. Scaffidi dan T. Misteli dalam jurnal Science (2006), yang menunjukkan bahwa gen LMNA berhubungan langsung tidak hanya dengan perkembangan sindrom progeria, tetapi juga dengan proses “normal” ( tidak dipercepat - fisiologis) penuaan. Para ilmuwan telah menemukan bahwa penyambungan RNA kurir lamin yang salah terjadi tidak hanya pada pasien progeria, tetapi juga pada orang sehat, namun dengan frekuensi yang jauh lebih rendah. Meskipun jumlah lamin yang rusak tidak meningkat seiring bertambahnya usia, seiring berjalannya waktu (pada orang tua) terjadi perubahan pada sel, serupa dengan yang terjadi pada pasien dengan progeria. Dalam percobaan pada fibroblas yang diambil dari orang tua, ditunjukkan bahwa penekanan penyambungan yang salah menyebabkan peremajaan sel.

Dalam penelitian pada hewan percobaan yang dilakukan oleh sekelompok ilmuwan dari Amerika dan Swedia yang dipimpin oleh L.G. Fong, ditunjukkan bahwa untuk fungsi normal membran inti dan pencegahan penuaan dini pada tubuh, pertama-tama, keberadaan lamin C diperlukan.

Laporan sekelompok ilmuwan dari Universitas Massachusetts (Juli 2007) menyajikan fakta menarik: mutasi pada gen LMNB1 menyebabkan sumbu inti sel berubah posisinya dan, akibatnya, terjadi rotasi inti. Mutasi ini tidak mempengaruhi mobilitas sitoskeleton. Ketika para peneliti mengekspresikan cDNA tipe liar dalam sel tikus LMNB1 -/−, rotasi nuklir terhenti. Menurut para ilmuwan, lamin B1 dapat melakukan fungsi penahan, memastikan hubungan membran inti dengan sitoskeleton. Tikus yang cacat pada gen LMNB1 mati pada tahap awal perkembangan.

Dengan demikian, hingga saat ini, data yang sangat menarik dan menggelitik telah diperoleh yang menunjukkan pentingnya gen yang mengontrol struktur dan fungsi lamin. Namun, pengaruh lamin terhadap aktivitas vital dan fungsi tubuh secara keseluruhan masih kurang dipahami dan memerlukan penelitian lebih lanjut. Mungkin hal ini akan mengarah pada penemuan peluang baru untuk memerangi usia tua dan membuka jalan nyata menuju umur panjang yang aktif.

kembali

Baca juga:

05 Juni 2008

Hanya satu gen dan sejumlah penyakit

Keunikan protein XPD, yang diperlukan untuk memperbaiki kerusakan DNA, terletak pada kenyataan bahwa mutasi pada berbagai bagian gennya mendasari tiga penyakit.

baca 21 Mei 2008

Sebuah program nasional untuk studi penyakit tanpa nama telah diluncurkan di Amerika Serikat.

Institut Kesehatan Nasional AS memulai program untuk menangani pasien yang penyakitnya sangat langka bahkan belum diketahui namanya.

baca 27 Februari 2008

Singkirkan mutan

Tubuh hewan tingkat tinggi mampu membuang mitokondria mutan dengan sangat efisien: mereka menghilang setelah 2-6 generasi. Pemilihan mitokondria normal terjadi pada sel germinal wanita atau pada tingkat subselular.

baca 08 Februari 2008

Penyakit keturunan: dapat diidentifikasi sekarang, tidak dapat disembuhkan dalam waktu dekat

Sampai saat ini, sebagian besar penyakit monogenik yang timbul dari gangguan satu gen telah dipelajari. Namun sebagian besar penyakit keturunan berhubungan dengan gangguan simultan pada beberapa gen dan pengaruh lingkungan tertentu.

baca 28 Agustus 2007

Gen skizofrenia sedang dicari di pegunungan

Ilmuwan dari kelompok adaptasi genetik manusia dari Institute of General Genetics. N.I. Vavilov RAS mencoba mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab atas penyakit kronis, mempelajari perwakilan masyarakat adat Dagestan selama beberapa dekade. Saat ini perhatian peneliti terfokus pada gen yang menentukan terjadinya skizofrenia.

baca 08 Juli 2008

Hindari kesimpulan yang membosankan

Peraih Nobel yang berusia 80 tahun ini menegaskan bahwa dirinya tidak pernah kehilangan minat terhadap sains. Pada saat yang sama, yang mengejutkan banyak orang, Watson mengatakan bahwa dia praktis tidak mengerjakannya selama bertahun-tahun ketika dia memimpin laboratorium.

Lamina inti terdiri dari protein filamen perantara yang disebut lamin
Lamina inti terletak di belakang membran inti bagian dalam dan secara fisik terhubung dengannya melalui protein membran integral
Lamina inti terlibat dalam perakitan selubung inti dan dapat berfungsi sebagai pendukung fisiknya
Lamina inti terhubung ke kromatin melalui protein. Ini mungkin menentukan perannya dalam replikasi dan transkripsi DNA
Ragi dan beberapa eukariota uniseluler lainnya tidak memiliki lamina nuklir

Kehadiran jaringan filamen perantara yang terletak di belakang membran inti bagian dalam merupakan ciri khas inti sel Metazoa. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, lamina mudah dideteksi dengan imunofluoresensi tidak langsung, menggunakan antibodi terhadap salah satu protein yang menyusun komposisinya.

Dalam mikroskop elektron lamina tampak seperti jaringan yang terdiri dari serat-serat individual. Gambar tersebut juga menunjukkan filamen lamina tidak teratur yang terletak tepat di belakang membran inti bagian dalam.

Tupai lamina nuklir(disebut lamins) menyerupai protein keratin dari filamen perantara sitoplasma. Seperti keratin, mereka disebut protein filamen perantara karena filamen yang dibentuknya (10-20 nm) berukuran perantara antara mikrofilamen aktin (7 nm) dan mikrotubulus (25 nm). Integritas filamen lamina diganggu oleh NPC yang menempel padanya.

Seiring dengan protein filamen menengah, lamina nuklir juga mengandung satu set protein membran integral yang disebut protein terkait lamina (LAPs). Beberapa protein ini terlibat dalam interaksi antara lamina dan membran inti bagian dalam. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, lamina ditambatkan ke membran inti bagian dalam melalui dua jenis sambungan. Satu jenis terbentuk antara protein lamina dan protein integral pada membran inti bagian dalam, sedangkan jenis lainnya terjadi ketika rantai polipeptida lamina berinteraksi dengan gugus lipid farnesil pada membran inti bagian dalam.

Antibodi terhadap protein lamina (kotak) digunakan untuk memvisualisasikan lamina nuklir menggunakan mikroskop fluoresensi.
Foto mikroskop elektron menunjukkan keranjang nuklir dari kompleks pori nuklir (NPC) dan filamen lamina nuklir.

Genom tanaman tidak mengandung gen lamin nuklir Namun, tumbuhan mengandung protein struktural lain yang menjalankan fungsi serupa dengan lamin sel mamalia. Ragi (S. cerevisiae dan S. pombe) dan beberapa eukariota bersel tunggal lainnya tidak mengandung lamin sehingga tidak membentuk lamin. Dengan apa hal itu dapat dihubungkan?

Setidaknya ada dua kemungkinan alasan, menjelaskan tidak adanya lamina pada organisme uniseluler dengan perbedaan ukuran inti sel ragi (diameter sekitar 1 mikron) dan organisme multiseluler (diameter sekitar 10 mikron). Kemungkinan pertama adalah sel-sel ragi mengalami mitosis tertutup, di mana selubung inti tetap utuh. Sebaliknya, pada sel eukariotik multiseluler, selubung inti dihancurkan pada awal mitosis. Setelah pemisahan kromosom, selubung inti baru terbentuk di sekitar setiap set kromosom. Dipercaya bahwa saat ini lamina berperan besar dalam menata ulang organisasi nukleus.

Kedua, lamina dapat memberikan dukungan struktural tambahan untuk selubung inti yang lebih besar dalam sel Metazoa.

Seiring dengan peran itu lamina nuklir berperan dalam perakitan dan pemeliharaan struktur inti, interaksinya dengan kromatin mungkin diperlukan agar replikasi DNA dapat terjadi. Bukti peran lamina inti dalam replikasi berasal dari percobaan di mana kromatin sperma Xenopus laevis ditambahkan ke ekstrak oosit. Pada saat yang sama, pembentukan membran inti diamati di sekitar kromatin.

Inti-inti ini bertambah besar dan terjadi dekondensasi kromosom, terletak di inti sperma dalam keadaan terkondensasi (dekondensasi menutupi gambaran yang diamati selama pembuahan, ketika DNA sperma berinteraksi dengan faktor-faktor tertentu dalam oosit). Replikasi DNA kemudian terjadi pada inti ini. Lamin nuklir dan LAP ditemukan dalam jumlah besar dalam ekstrak telur.

Setelah mengeluarkan lamina dari ekstrak tersebut menggunakan imobilisasi antibodi terhadap protein lamina, pembentukan selubung inti di sekitar kromatin sperma masih dimungkinkan. Namun, intinya kecil dan rapuh, dan replikasi DNA tidak terjadi di dalamnya. Hasil ini menunjukkan bahwa lamina mungkin memainkan peran penting dalam organisasi kromatin dan replikasi DNA.

Ditingkatkan kerapuhan sel dikaitkan dengan mutasi mempengaruhi protein filamen menengah. Mutasi pada lamina dan LAP menyebabkan berkembangnya sejumlah penyakit genetik, terutama yang mempengaruhi sistem otot. Penyakit-penyakit ini disebut laminopati. Rupanya, perubahan pada lamina membuat nukleus menjadi rapuh dan lebih rentan terhadap kerusakan. Sel otot sangat rentan terhadap kerusakan karena ketika otot berkontraksi, inti selnya mengalami tekanan mekanis yang lebih besar dibandingkan inti sel jaringan lain.

Lamina inti dihubungkan ke membran inti bagian dalam melalui dua jenis sambungan. Ketika membran plasma dikeluarkan dari sperma Xenopus laevis dan diinkubasi dengan ekstrak telur,
Kromatin terdekondensasi dan selubung inti yang aktif secara fungsional terbentuk di sekitarnya.
Fluoresensi mendeteksi lokalisasi DNA.

Pecahnya Perjanjian Kekuatan Nuklir Jarak Menengah (Perjanjian INF) akan meningkatkan risiko konflik nuklir, kata Sergei Lavrov. Menurut Menteri Luar Negeri, Rusia akan menanggapi penarikan AS dari perjanjian tersebut dengan cara teknis militer

Sergei Lavrov (Foto: Vladimir Astapkovich / RIA Novosti)

Berbicara di sebuah universitas di ibu kota Kyrgyzstan, kepala Kementerian Luar Negeri Rusia mengomentari keputusan Washington untuk mulai menarik diri dari Perjanjian INF, lapor RIA Novosti. Menurut menteri tersebut, kita sedang berbicara tentang munculnya era baru, ketika Amerika Serikat “telah menetapkan arah untuk menghancurkan seluruh sistem kendali senjata.”

Lavrov juga menyebutkan rencana Amerika Serikat untuk membuat senjata nuklir berdaya rendah. Menurutnya, semua itu akan menurunkan ambang batas penggunaan senjata nuklir dan meningkatkan risiko konflik.

Menteri Rusia menyatakan bahwa akibat dari insiden tersebut adalah berkembangnya Perang Dingin dan perlombaan senjata. Namun, Moskow akan menanggapi ancaman yang muncul dengan “cara teknis militer.”

Mengenai prospek dialog Rusia-Amerika mengenai stabilitas strategis, Lavrov menyatakan harapannya bahwa “Amerika Serikat akan matang dalam memahami tanggung jawabnya atas masalah yang ditimbulkan oleh kebijakannya. “Kalau begitu sama-sama, pintunya terbuka, kita akan berbicara dengan pijakan yang setara, dengan mempertimbangkan kepentingan sah masing-masing, dan bukan kepentingan fiktif,” kata Menkeu.

Rusia menanggapi tindakan otoritas Amerika. Presiden Vladimir Putin mengumumkan penangguhan partisipasi dalam perjanjian tersebut pada pertemuan dengan Lavrov dan Menteri Pertahanan Sergei Shoigu. Pada saat yang sama, kepala negara menekankan bahwa Rusia tidak bermaksud terlibat dalam perlombaan senjata yang merugikan Moskow.

Alasan keputusan AS adalah rudal jelajah 9M729 Rusia, yang diluncurkan menggunakan peluncur Iskander-M. Pihak berwenang Amerika menuntut untuk menghentikan pengembangan rudal ini, menuduh Rusia melanggar Perjanjian INF. Moskow membantah tuduhan tersebut. Sergei Lavrov mengatakan bahwa pihak Amerika mulai melanggar perjanjian tersebut pada tahun 1999, ketika Amerika Serikat mulai menguji kendaraan udara tak berawak tempur.

Perjanjian Kekuatan Nuklir Jarak Menengah ditandatangani antara Amerika Serikat dan Uni Soviet pada tahun 1987. Ini melarang pengujian, produksi dan penyebaran rudal berbasis darat jarak pendek (dari 500 hingga 1.000 km) dan jarak menengah (dari 1.000 hingga 5,5 ribu km). Para pihak juga berjanji untuk menghancurkan sistem rudal serupa yang sudah beroperasi dalam waktu tiga tahun setelah penandatanganan Perjanjian INF. Penarikan diri dari perjanjian ini memungkinkan kita untuk kembali mengembangkan dan memproduksi senjata semacam itu.

Hasil tahapan: 1) Analisis kandungan lamin A dan lamin B pada membran inti sel yang dipilih pada pekerjaan tahap pertama (fibroblas hamster yang diubah ras dengan potensi metastasis berbeda). Di semua lini sel, antibodi terhadap kedua lamin mewarnai inti dengan cerah. Pada sel HET-SR (metastatik rendah), inti mempunyai bentuk yang teratur, lamin A terdeteksi baik di selubung inti maupun di nukleoplasma, lamin B lebih jelas terdapat di dalam selubung inti. Semua garis sel yang sangat metastatik menunjukkan berbagai macam bentuk inti, serta pembentukan lipatan atau kelompok lamina yang tidak beraturan (Gbr. 1). Dalam sel yang bertransformasi secara spontan, di mana transformasi terjadi sebagai hasil budidaya in vitro jangka panjang dari garis sel embrionik hamster Suriah (ST-HET - sel dengan metastasis rendah, ST-HET clone 83/20 - sel dengan metastasis tinggi), perubahan serupa diamati - tanpa perbedaan signifikan dalam intensitas pewarnaan lamin A dan B antara garis metastasis rendah dan tinggi, variabilitas besar dalam bentuk inti tercatat pada garis metastasis tinggi klon ST-HET 83/20 dan distribusi yang tidak merata. kedua lamin (Gbr. 2). Analisis Western blot terhadap ekspresi lamin juga tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan pada kandungan lamin A dan B antara sel metastasis rendah dan tinggi (Gbr. 3). Karena perbedaan aktivitas metastasis in vivo mungkin bergantung pada aktivitas matriks metalloprotease, analisis zimografi dilakukan pada jalur yang diteliti. Untuk melakukan ini, sel-sel diunggulkan ke dalam cawan Petri 35 mm dengan konsentrasi 150.000 sel per cawan, dikultur selama 1 hari, kemudian dicuci 3 kali dengan media bebas serum dan dibiarkan dalam media bebas serum selama 12 jam, dan media dikondisikan. dikumpulkan. Setelah itu, jumlah sel dalam cawan dihitung untuk menormalkan kandungan protein saat mempelajari aktivitas metalloproteinase. Untuk menganalisis aktivitas gelatinase matriks metaloprotease, 10 μl alikuot media terkondisi dicampur dengan 10 μl buffer pemuatan protein untuk zimografi dan diaplikasikan pada gel. Elektroforesis standar SDS-PAGE dilakukan pada kondisi standar dalam gel poliakrilamida 8% yang mengandung gelatin 0,2%, renaturasi dilakukan selama 30 menit dan reaksi gelatinase dilakukan selama 4 jam. Untuk semua lini yang diteliti, aktivitas metalloproteinase 2 terdeteksi, tetapi tidak ada perbedaan signifikan dalam aktivitas metalloproteinase yang ditemukan antara sel metastasis rendah dan tinggi (Gbr. 4). Dengan demikian, perbedaan potensi metastasis sel hamster Suriah dengan metode transformasi yang berbeda tidak disebabkan oleh perubahan kandungan lamin A atau lamin B, tetapi terkait dengan perubahan bentuk inti dan distribusi lamin, yang menunjukkan kemungkinan gangguan dalam penargetan lamin ke membran inti bagian dalam dan dalam regulasi perakitan mikrodomain lamin. 2) Analisis aktivitas migrasi sel dalam ruang terbatas. Aktivitas migrasi sel tergantung pada tingkat ekspresi lamin A dan varian sambungannya dilakukan di ruang Boyden dengan diameter pori 3 dan 8 μm. Untuk membuat gradien kemoatraktan, serum janin ditambahkan ke ruang bawah, dan sel-sel di ruang atas diinkubasi dalam media bebas serum (Gbr. 5). Analisis dilakukan pada populasi sel garis HT1080 (human fibrosarcoma), heterogen dalam tingkat ekspresi GFP-lamin A dan GFP-progerin, serta sel dengan knockdown lamin A (tingkat knockdown pada masing-masing sel adalah sebanding dengan fluoresensi GFP yang diekspresikan bersama dengan RNA jepit rambut terhadap lamin A). Analisis efisiensi migrasi dilakukan pada hari berikutnya setelah penyemaian menggunakan penyaringan mikroskopis throughput tinggi dan deteksi otomatis jumlah sel dengan tingkat sinyal GFP suprathreshold di kedua sisi membran menggunakan algoritma yang dioptimalkan pada tahap proyek sebelumnya. Hasil analisis menunjukkan bahwa proporsi sel yang mengekspresikan lamin A eksogen dan progerin berkurang secara signifikan pada populasi sel yang bermigrasi melalui pori-pori, yang menunjukkan terhambatnya migrasi (Gambar 6). Efek ini bergantung pada ukuran pori: efisiensi migrasi melalui pori-pori berukuran 8 mikron berkurang masing-masing sebesar 25% dan 32% untuk lamin A dan progerin, dan ketika bermigrasi melalui pori-pori berukuran 3 mikron, efisiensinya menurun lebih signifikan lagi - sebesar 61 % dan 66%. Pada saat yang sama, penekanan ekspresi lamin A tidak mengarah pada aktivasi migrasi (Gbr. 7). Rupanya, karena penelitian ini menggunakan sel-sel yang ditransformasi dengan potensi migrasi yang tinggi dan plastisitas selubung inti yang tinggi, penurunan tambahan pada tingkat lamin A tidak memberikan kontribusi yang signifikan terhadap kemampuan sel untuk bermigrasi melalui pori-pori. Oleh karena itu, pada percobaan tahap berikutnya, direncanakan untuk menggunakan jalur HSR yang dijelaskan dalam laporan sebelumnya, yang menunjukkan kemampuan berbeda untuk metastasis (invasi ke jaringan tubuh), serta varian transgeniknya. 3). Untuk mempelajari migrasi sel dalam gel kolagen 3D, PhaseView berkolaborasi untuk mengembangkan algoritma akuisisi gambar yang dioptimalkan menggunakan mikroskop iluminasi planar (SPIM). Algoritme ini dan implementasi perangkat kerasnya memberikan mikroskop iluminasi planar lembar sinar laser 3D (SPIM) dengan peningkatan keseragaman dan kedalaman propagasi di seluruh bidang pandang dalam sampel transparan dan tembus cahaya berukuran sedang hingga besar. Secara khusus, sistem ini menyediakan sarana untuk mempertahankan ketebalan minimum lembaran sinar laser di dalam objek pada area seluas mungkin untuk konfigurasi optik tertentu, sehingga memberikan resolusi aksial yang seragam dan semaksimal mungkin di seluruh bidang pandang. Sistem ini didasarkan pada sinkronisasi kecepatan dan fase Rolling shutter kamera CMOS yang digunakan untuk akuisisi gambar dengan pergerakan pelana lembaran laser menggunakan optik adaptif yang dipasang di jalur eksitasi optik (Gbr. 8). Sistem ini secara khusus diadaptasi untuk analisis migrasi sel dalam gel 3D karena mikroskop SPIM menawarkan pengurangan fototoksisitas dan kecepatan akuisisi gambar yang jauh lebih cepat dibandingkan dengan mikroskop confocal laser pemindaian titik, memungkinkan pengamatan intravital jangka panjang sambil menganalisis volume sampel yang jauh lebih besar. dengan resolusi spasial dan temporal yang tinggi (Gbr. 9). Sistem ini selanjutnya akan digunakan untuk menganalisis pengaruh penghambatan Zmpste24 terhadap aktivitas migrasi sel kanker dalam gel 3D. 4) Pengaruh ekspresi lamin A dan progerin eksogen terhadap sifat mekanik selubung inti sel hidup dianalisis menggunakan pemindaian mikroskop konduksi ion (SICM). Metode ini, selain kemungkinan pemindaian berkecepatan tinggi pada relief permukaan sel hidup yang dikultur dengan resolusi lateral dan aksial yang tinggi, memungkinkan untuk mengukur sifat elastis sel (Gbr. 10a, b). Mengukur koefisien elastisitas inti juga dimungkinkan karena adanya lapisan tipis sitoplasma di atas inti sel, tersebar pada substrat kaca. Untuk meminimalkan kontribusi sitoplasma terhadap parameter nuklir yang ditentukan, digunakan sel fibrosarkoma manusia HT1080, yang menunjukkan tingkat penyebaran yang tinggi. Sel ditransfeksi dengan plasmid yang mengkode GFP-lamin A atau GFP-progerin. Pengukuran dilakukan pada perangkat MNT (Medical Nanotechnologies LLC) yang dipasang pada platform fluoresen terbalik Eclipse Ti2 (Nikon) pada hari kedua setelah transfeksi. Mikropipet kaca pada pengontrol piezo digunakan sebagai elemen pemindaian (Gbr. 10, a). Sel untuk pemindaian dipilih berdasarkan tingkat fluoresensi di saluran GFP. Pertama, relief sel yang diteliti dipindai. Dalam hal ini, deteksi permukaan terjadi ketika, ketika mikropipet kaca mencapai batasnya, kekuatan arus ion turun ~0,25-1%. Selanjutnya, kekakuan efektif ditentukan, dihitung dari perpindahan akhir membran yang tercatat setelah didorong melaluinya dengan arus ion, dan titik penurunan arus ion berikutnya sebesar ~1% ditentukan. Seluruh sel dipindai, kemudian ditentukan posisi inti pada titik tertinggi pada relief. Di area ini diambil 10 titik untuk diproses, nilai kekakuan untuk 10 titik lainnya dipilih di sepanjang pinggiran sel, dan titik-titik ini tidak boleh terletak terlalu dekat dengan tepi sitoplasma, sehingga nilai kekakuan substrat ​​tidak akan dimasukkan dalam sampel (Gbr. 10c). Hasil pengukuran elastisitas inti dinormalisasi terhadap elastisitas sitoplasma pada daerah lamella. Dalam sejumlah percobaan, pengukuran dilakukan dengan latar belakang pembongkaran sitoskeleton aktin dan tubulin (di bawah pengaruh nocodazole dan sitokalasin D); tingkat pembongkaran dinilai menggunakan immunostaining sel dengan antibodi terhadap beta-tubulin atau intravital. pewarnaan dengan SIR-aktin. Hasil awal menunjukkan korelasi langsung antara konsentrasi GFP-lamin A eksogen dalam nukleus dan kekakuan inti sel (Gbr. 11). Penelitian akan terus mengoptimalkan metode (pemilihan diameter kapiler, modifikasi algoritma perhitungan kekakuan, dll.) untuk meningkatkan akurasi pengukuran, meningkatkan ukuran sampel, dan juga untuk mempelajari efektivitas inhibitor Zmpste24. 5). Sebuah studi tentang pengaruh ekspresi progerin pada organisasi struktural dan posisi heterokromatin perifer dilakukan dengan menggunakan model garis sel hamster Cina (CHO), ke dalam genom yang terdapat lokus kromosom buatan yang mengandung beberapa pengulangan tandem dari operator Lac. terintegrasi. Lokus divisualisasikan menggunakan penekan GFP-Lac yang diekspresikan sel (Robinett et al, 1996). Kami menggunakan klon AO_3, yang mengandung lokus buatan yang diperkuat (HSR), menunjukkan tingkat heterokromatisasi yang tinggi dan secara permanen terkait dengan lamina nuklir (Li et al, 1998; Zhironkina et al., 2014). Sel CHO AO_3 ditransfeksi dengan plasmid yang mengkode GFP-progerin, dan setelah 48 jam sel tersebut difiksasi dan diimunisasi dengan antibodi anti-lamin A untuk membedakan antara penekan GFP-Lac dan sinyal GFP-progerin. Mikroskop imunofluoresensi dan mikroskop resolusi super menunjukkan bahwa ekspresi progerin tidak menyebabkan penurunan derajat pemadatan, dinilai dari perubahan luas HSR atau intensitas rata-rata fluoresensi GFP di dalamnya (Gbr. 12). Juga tidak ada perubahan signifikan dalam posisi HSR relatif terhadap selubung inti: dalam sel dengan tingkat ekspresi progerin yang tinggi, struktur inti lobular yang khas dari progeria Hutchison-Gilford dan pembentukan banyak invaginasi selubung inti terungkap. , dan HSR selalu berhubungan dengan pinggiran inti atau dengan lamina di area intususepsi. Untuk mempelajari organisasi ultrastruktur kromatin dalam sel yang mengekspresikan GFP-progerin, digunakan mikroskop imunoelektron dengan antibodi anti-GFP, diikuti dengan amplifikasi Ag dari sinyal antibodi sekunder berlabel Nanogold. Pendekatan ini memungkinkan untuk mengidentifikasi sel-sel yang ditransfusikan pada tingkat optik cahaya menggunakan mikroskop optik medan terang dan secara efektif mendeteksinya pada bagian ultra tipis. Analisis mikroskopis Edectron menunjukkan bahwa lokus kromosom buatan dan daerah heterokromatik endogen pada kromosom, bertentangan dengan hipotesis yang dinyatakan sebelumnya, mempertahankan strukturnya yang kental. Namun, dalam kasus ini, sering kali terjadi hilangnya hubungan heterokromatin perifer dengan lamina nukleus dan pergerakannya ke daerah internal nukleus (Gbr. 13, a). Area penting dari lamina inti dalam kondisi ini tetap bebas dari kontak dengan heterokromatin (Gbr. 14). 6). Identifikasi kisaran inhibitor kompetitif yang paling menjanjikan menggunakan metode pemodelan molekul, studi lebih lanjut tentang stabilitas kompleks enzim-inhibitor menggunakan metode dinamika molekul untuk memilih kandidat senyawa untuk penelitian eksperimental.Untuk ZMPSTE24, informasi struktur ditentukan oleh data kristalografi enzim dan protein rekombinan manusia dari Saccharomyces cerevisiae Ste24p. Pada saat yang sama, hanya satu struktur kompleks ZMPSTE24 dengan salah satu inhibitor metaloprotease bergantung seng terlarut yang memberikan penghambatan kompetitif lemah ZMPSTE24 yang diketahui - fosforamidon, yang ditandai dengan resolusi rendah dari metode kristalografi. Meskipun terdapat kesamaan situs aktif ZMPSTE24 dengan beberapa metaloprotease yang bergantung pada seng, seperti thermolysin dan neprilysin, pengikatan fosforamidon dicapai pada tingkat yang jauh lebih rendah. Karena percobaan dilakukan secara in vitro dan tidak mengungkapkan bukti langsung keefektifan golongan inhibitor ini sebagai obat. Harapan akan kemanjuran in vivo saat ini tidak didukung oleh metode apa pun; terlebih lagi, pengiriman senyawa tersebut mungkin terhambat oleh masuknya kompleks ke dalam situs aktif ZMPSTE24 yang dibentuk oleh antarmuka enzim-lipid-air, seperti yang kami jelaskan pada bagian sebelumnya. tahapan pekerjaan pada tahun 2017. Di sisi lain, telah ditemukan bahwa kelompok molekul yang digunakan dalam terapi antiretroviral pada pasien dengan HIV dapat menyebabkan lipodistrofi pada pasien sebagai akibat dari pengikatan molekul-molekul ini yang tidak tepat pada ZMPSTE24. Dalam kasus ini, lopinovir terbukti paling efektif, dimana mekanisme kompetitif penghambatan ZMPSTE24 telah ditunjukkan secara eksperimental. Mengingat keterbatasan yang dijelaskan, penggunaan skema in silico klasik untuk menyaring perpustakaan senyawa kimia, yang biasanya terdiri dari pencarian melalui sejumlah besar struktur molekul organik acak atau yang sedang disintesis dan selanjutnya dimasukkan ke dalam struktur kristalografi statis. ZMPSTE24, tampaknya tidak efektif. Struktur ZMPSTE24 adalah bentuk yang agak unik yang dibentuk oleh tujuh heliks transmembran yang mencakup rongga internal berisi air dengan volume 14.000 kubik anstrom, tertanam dalam lapisan ganda lipid. Sebagian besar program docking saat ini secara eksklusif menggunakan bentuk larutan berair implisit dalam perhitungannya ketika menghitung energi pengikatan dan tidak dapat memperhitungkan pengaruh lapisan ganda lipid. Penggunaan struktur ZMPSTE24 statis yang direndam dalam bilayer tidak akan dapat memperhitungkan kekhasan kantong yang terbentuk pada antarmuka enzim-lipid-air, serta karakteristik dinamisnya - model lapisan lipid mengasumsikan mobilitas tinggi dari lapisan tersebut. bagian hidrofobik dari molekul bilayer dibandingkan dengan susunan rongga dan kantong protein stabil struktural. Kombinasi faktor-faktor ini menyebabkan ketidakefektifan metode pencarian inhibitor yang populer seperti studi hubungan struktur-aktivitas (SAR), yang disesuaikan dengan model pelarut berair murni. Cara paling rasional dalam hal ini melibatkan penggunaan struktur dasar molekul, yang potensinya telah ditunjukkan dalam percobaan in vitro dan in vivo, sebagai titik awal untuk mencari modifikasi, yang pengenalannya akan memberikan efisiensi pengikatan yang tinggi. Saat ini, kandidat terbaik adalah peptidomimetik sintetik yang digunakan untuk menghambat protease aspartat, termasuk. dan protease HIV. Untuk mencari mekanisme kerja golongan molekul ini, yang masih belum diketahui oleh ZMPSTE24, kami mengembangkan metode in silico untuk mencari situs pengikatan, serta rute pengiriman molekul dari larutan, dengan mempertimbangkan kedua enzim tersebut. -antarmuka lipid-air dan struktur dinamis enzim itu sendiri dan membran sekitarnya. Metode ini didasarkan pada penggunaan simulasi dinamika molekuler yang dikombinasikan dengan metode metadinamika yang diperluas (lihat di bawah). Pentingnya pendekatan ini karena fakta bahwa dalam literatur telah ada upaya untuk memodifikasi struktur peptidomimetik protease HIV, berdasarkan hipotesis tindakan mekanistik umum protease aspartat dan protease larut yang bergantung pada seng. Dengan analogi, sebuah mekanisme diusulkan untuk ZMPSTE24. Namun hipotesis ini tidak dikonfirmasi oleh studi struktural apa pun. Penelitian kami mengungkapkan mekanisme kerja peptidomimetik protease HIV yang benar-benar baru, yang membuka sejumlah fitur dan gagasan untuk desain rasional penghambat ZMPSTE24 yang efektif. Algoritme yang dikembangkan diterapkan untuk menetapkan distribusi kemungkinan keadaan konformasi dan jenis pengikatan lopinovir relatif terhadap seluruh permukaan ZMPSTE24 yang direndam dalam lapisan ganda lipid, serta di rongga internalnya dan menjauh dari permukaan dalam ketebalan larutan - baik berair maupun lipid. Hal ini memungkinkan penilaian yang giat terhadap pengikatan lopinovir di semua lokasi pengikatan potensial, serta hambatan di antara pengikatan tersebut dan kemungkinan jalur migrasi dari pelarut eksternal. Peta energi tersebut dibangun relatif terhadap koordinat ruang tiga fase dan disajikan dalam bentuk irisan pada nilai individual dari salah satu variabel yang dipilih dan permukaan iso (Gbr. 1,2). Itu. Untuk menafsirkan peta energi multidimensi yang diperoleh, akan lebih mudah untuk menggunakan nilai tetap dari hanya satu variabel, misalnya, jarak pusat massa lopinovir dari pusat massa enzim, tetapi menggambar distribusi relatif terhadap yang lain. dua variabel - sudut θ dan φ. Analisis menunjukkan bahwa penetrasi lopinovir dari larutan berair ke dalam membran sulit dilakukan karena adanya penghalang. Penghalang ini terbentuk sebagai hasil dari fitur struktural lapisan ganda lipid: bagian bermuatan fosfolipid yang membentuk membran - fosfatidilkolin dan fosfatidiletanolamin - berorientasi pada larutan berair, membentuk potensial permukaan dipol, yang pada tahap awal masuknya lopinovir ke dalam membran memberikan penghalang, baik sterik dan, mungkin, entropis yang diamati dalam sistem lipid-air. Karena Lopinavir adalah senyawa hidrofobik, sehingga masuknya ke dalam lapisan lipid merupakan proses yang menguntungkan. Namun, jalur konsentrasinya di membran melewati penghalang yang dibentuk oleh potensial permukaan dipol. Dalam hal ini, dapat diamati bahwa penetrasi lopinavir ke dalam membran secara energetik lebih menguntungkan pada kisaran nilai 60<θ<75 и -160<φ<-180. Эта область соответствует границе липидной мембраны с водным раствором над входом во внутреннюю полость ZMPSTE24, используемым белковым субстратом для проведения каталитического протеолиза. Детальное исследование этой области в процессе молекулярной динамики позволило выявить проседание липидного бислоя вблизи входа в активный центр фермента относительно общей поверхности мембраны (Рис.3). Подобное проседание обеспечивается специфическим распределением заряда на поверхности ZMPSTE24, показанное в ходе одного из этапов работы в 2017г. По всей видимости, мы предполагаем, что проседание формирует разрыв в дипольной части бислоя и облегчает доступ гидрофобных молекул к внутренней гидрофобной части мембраны. Однако, при этом, наименьшим значением энергии соответствует связывание лопинавира на интерфейсе, образованным входом в активный центр фермента и липидным бислоем (75<θ<100 и -160<φ<-180,160<φ<180). Несмотря на возможность проникновения лопиновира во внутреннюю полость фермента, специфического взаимодействия с остатками каталитического центра или областью связывания субстрата обнаружено не было (Рис. 1). Косвенно эти результаты подтверждаются отсутствием кристаллографической структуры ZMPSTE24 в комплексе с лопинавиром в активном центре. Обнаруженный нами механизм связывания также подтверждает и ингибирование лопинавиром фермента по конкурентному типу. Мы также провели подобное исследование в системе фермент-вода без липидного слоя. Подобного типа связывания обнаружено не было (Рис. 2). Это может объяснить отсутствие электронной плотности лопинавира в кристаллах ZMPSTE24, выращенных при добавлении ингибитора, ввиду отсутствия в кристаллах упорядоченной структуры мембраны. Для установления специфических взаимодействий лопинавира в процессе связывания на входе в активный центр мы провели кластерный анализ ансамбля структур ингибитора, обнаруженных в процессе его нахождения в обнаруженном нами центре связывания. Для этого был использован непараметрический байесовский метод кластеризации по основным двугранным углам, определяющим конформацию лопинавира (см. ниже). На предмет специфических взаимодействий был использован самый населенный кластер. Ориентация и конформация лопинавира характеризуется стэкинг-взаимодействием одной из боковых фенильных групп с фениаланиновым аминокислотным остатком фермента, обеспечивающих структуру петли на входе в активный центр, плотным контактном гидрофобных групп аминокислот образующих вход спиралей фермента с боковыми гидрофобными группами лопинавира. Также гидрофобные группировки лопинавира частично остаются в липидном бислое. Кетотетрагидропиримидиновая группировка лопинавира – наиболее полярная часть ингибитора – обращена во внутренню полость фермента, наполненную молекулами воды. Таким образом, мы предлагаем данный центр связывания, как наиболее перспективный с точки зрения связывания конкурентных ингибиторов пептидомиметиков, ввиду наличия как функционально важных заряженных и гидрофобных групп фермента со специфическим паттерном распределения в пространстве, так и особым способом доставки и проникновения в мембрану. В метадинамике к основному потенциалу системы добавляется смещающий гауссов потенциал от коллективных переменных через определенные промежутки времени (формула 1). Высота ω и ширина δs гауссова потенциала и частота τG добавления этого смещающего потенциала к полному потенциалу системы, а также выбор коллективных переменных (CV) являются важнейшими параметрами при таком моделировании. Для построения полной трехмерной карты свободной энергии лопинавира при движении относительно ZMPSTE24 мы должны были подобрать такие CV, который бы описывал этот процесс наиболее точно. Каждую точку на поверхности белка в системе координат связанной с центром масс белка можно задать тремя переменными: два сферических угла θ и φ и расстояние между центром масс белка и лиганда r (Рис. 4). ZMPSTE24 представляет собой мембранный белок, содержащий структуру из трансмембранных альфа-спиралей, образующих камеру внутри белка существенного объем. Поэтому выбор именно таких трех коллективных переменных позволяет исследовать внешнюю и внутреннюю поверхности белка, а также процесс проникновения лопинавира в камеру внутри фермента. Таким образом положение лиганда относительно центра масс белка описывалось обычными сферическими координатами, которые легко перерассчитывались из декартовых компонент радиус-вектора между белком и лигандом (формула 2). Значение ω для потенциала смещения равнялось 5 кДж/моль, ширина потенциалов δsθ и δsφ выбраны 0.1 радиан и 1Å для δsr. Такой выбор этих параметров позволил плавно исследовать всю поверхность свободной энергии. При движение лопинавира от одной точки поверхности белка к другой может быть энергетически выгодно его смещение в раствор. Однако отдаление на значительное расстояние может, с одной стороны, замедлить расчеты, а с другой внести артефакты, связанные с сильным изменением радиуса. Чтобы избежать сильного удаления лопиновира от белка было введено ограничение на координационное число. Координационное число позволяет количественно охарактеризовать степень близости лиганда к белку и рассчитывается по формуле 3. Само число состоит из слагаемых sij, которые равняются 1, если атом j, в данном случае, лиганда расположен не дальше, чем на расстоянии r0 от атома белка i (то есть образует «контакт»), и в любом другом случае равно нулю. Введения ограничения на координационное число позволяет, варьируя параметр r0, контролировать расстояние, на которое ингибитор может отходить от поверхности белка. Параметры для ограничения системы по координационному числу были подобраны в ходе ряда калибровочных запусков метадинамики таким образом, чтобы лиганд имел возможность отходить от белка на расстояние, на котором между ними может оказать растворитель, но при этом достаточно малое, чтобы в случае можно было почувствовать взаимодействие с поверхностью. При сильном отдалении лопиновира от белка средства программы для метадинамики вводят дополнительную энергию таким образом, чтобы сблизить их друг с другом. Это, без дополнительного контроля, может привести к тому, что белок может начать разрушаться. Так происходит потому, что при удалении ингибитора все меньше атомов белка будут находиться в контакте с ингибитором (Рис. 5), а это, в свою очередь, приведет к тому, что системе может оказаться более выгодным начать разрушение белка вместо того, чтобы двигать лиганд в сторону поверхности. Для предотвращения такого исхода дополнительно было введено ограничение значение RMSD всех атомов основной цепи белка. Такой выбор атомов для RMSD позволил предотвратить разрушение структуры фермента, но также не стал препятствием для свободного движения аминокислотных радикалов, которое может происходить в растворе, при взаимодействии с мембраной, а также при взаимодействии с ингибитором. Молекула лопинавира не является стандартной для атомных силовых полей. Точечные заряды на атомах были рассчитаны с применением процедуры RESP. Однако, лопинавир – достаточно большая молекула, поэтому для расчета зарядов он был логично разделен на три части, которые были параметризованы по отдельности (Рис. 6). Такой подход позволил избежать возможных артефактов при расчете заряда, в связи с наличием большего количества конформеров лопинавира. Кроме того, при дальнейшем поиске новых ингибиторов на основе лопинавира, можно будет легко заменять одну или две части молекулы, используя уже известные параметры для остальных константных частей. Параметры силового поля для атомов были выбраны в соответствии с атомным силовым полем GAFF (General Amber Force Field). Молекулярно механическая энергия итоговой молекулы была сопоставлена с квантовой энергией. Сравнение показало, что молекулярно механическая модель, рассчитанные точечные заряды и выбранные параметры поля с высокой степенью точности совпадает с квантовой. Кластеризацию цельной структуры субстрата проводили на базе значений дигедральных углов между углеводными мономерами, с использованием следующей модификации: Отображение фазового пространства углов – в общем случае L-мерного бокса Pc (формула 4). Продуктом отображения является тор Te – L-мерная поверхность на единичной сфере S2L-1. Отображение является локальной изометрией с сохранением меры расстояний. Преобразованные переменные использовали для кластеризации с помощью Байесовского непараметрического метода, имплементированного в программе dpMMlowVar. Оптимизацию углового параметра для данного метода проводили в пределах [-0.6;-0.3] с шагом 0.01 на основании оценочной функции силуэт. При визуализации результатов кластеризации использовали метод главных компонент для трансформированных значений углов с выделением первых трех главных компонент.

Perkenalan. Dalam beberapa tahun terakhir, sehubungan dengan keberhasilan genetika molekuler, yang mengarah pada pemetaan dan identifikasi gen untuk sejumlah besar penyakit keturunan monogenik, kesulitan mulai muncul dalam menciptakan struktur klasifikasinya. Misalnya, mutasi pada gen yang sama dapat menyebabkan manifestasi bentuk klinis dari satu penyakit dengan tingkat keparahan yang berbeda (heterogenitas alelik), dan munculnya bentuk nosologis dari manifestasi klinis yang berbeda (yang disebut “seri alelik”). Salah satu kelompok penyakit yang termasuk dalam rangkaian alelik adalah laminopati. Penyakit ini disebabkan oleh mutasi pada gen LMNA, yang menyebabkan perubahan struktur dan fungsi protein lamin A/C (laminopati adalah penyakit yang berkembang akibat mutasi pada gen protein lamina inti - lihat di bawah).

Diketahui bahwa cangkang inti sel mencakup tiga komponen utama (lihat gambar): [ 1 ] membran luar, [ 2 ] membran dalam dan [ 3 ] lamina inti tipis yang mendasarinya - lamina inti (lamina: lat. - lamina), dibentuk oleh kompleks protein, yang mencakup berbagai kelompok lamin (protein lamin - lihat di bawah). Filamen lamin membentuk dimer superkoil paralel, yang bila dipolimerisasi, membentuk jaringan berserat di sisi nukleoplasma membran inti bagian dalam, bertindak sebagai jangkar untuk kompleks multiprotein pada membran inti bagian dalam dan luar (catatan: lamin termasuk kelas 5 dari filamen perantara, terdapat di semua sel eukariotik, yaitu di semua sel dengan inti yang terbentuk).

Jadi, lamin adalah protein struktural (memiliki massa 60 - 89 kDa), komponen lamina inti - jaringan protein yang terletak di bawah membran bagian dalam nukleus dan menentukan ukuran dan bentuknya (yaitu terlibat dalam kohesi mekanis dan interaksi protein nukleoskeletal dan sitoskeletal). Lamina inti memberikan kekuatan pada selubung inti dan pengorganisasian pori-pori inti, menahan gaya deformasi, dan melindungi kromatin dari kerusakan fisik. Seperti yang ditunjukkan oleh penelitian dalam beberapa tahun terakhir, selain menjalankan fungsi struktural, lamin berperan dalam kontrol replikasi DNA, organisasi kromatin, dan dalam regulasi ekspresi gen, pemrosesan, dan apoptosis.

Sebagaimana dinyatakan di atas, lamina inti terdiri dari empat protein lamin: A, B1, B2 dan C. Lamin B1, B2 (juga disebut lamin tipe B) dikodekan oleh dua gen, LMNB1 dan LMNB2 (terlokalisasi pada kromosom 5q23 dan 19q13, masing-masing ) dan disintesis di semua sel hewan multiseluler. Lamin A dan C (yang disebut lamin tipe A [atau lamin A/C]) adalah produk penyambungan alternatif dari gen LMNA tunggal (terlokalisasi pada kromosom pertama 1q21.2-q21.3 dan terdiri dari 12 ekson) dan ditemukan dalam jumlah yang sebanding di jaringan yang berbeda dari semua vertebrata, termasuk. orang.

baca juga postingannya: Tata nama kromosom manusia(ke situs web)

catatan! Penelitian dalam beberapa tahun terakhir memberikan alasan untuk mempertimbangkan lamin sebagai salah satu protein utama yang menjamin sinkronisitas pemecahan dan pemulihan membran inti selama pembelahan sel. Telah terbukti bahwa selama profase pembelahan sel, terjadi fosforilasi lamin, yang menyebabkan disintegrasinya, yang merupakan sinyal penghancuran membran inti. Sebaliknya, pada telofase, lamin mengalami defosforilasi, menyebabkan agregasinya. Proses repolarisasi lamin diyakini merangsang pemulihan selubung inti. Hal ini didukung oleh data bahwa pada profase siklus sel, hubungan lamin dengan fragmen membran inti yang hancur tetap terjaga dan merupakan semacam “tanda” untuk fragmen membran inti selama restorasi.

Jadi, fungsi utama lamin adalah: [ 1 ] 1peran utama dalam menjaga bentuk dan integritas selubung inti; [ 2 ] organisasi kromatin dan distribusi pori-pori inti; [ 3 ] organisasi spasial proses replikasi dan transkripsi DNA, peristiwa mitosis dan apoptosis; [ 4 ] partisipasi dalam berbagai jalur persinyalan; [ 5 ] organisasi genom.

Mutasi gen LMNA bertanggung jawab atas perkembangan lebih dari selusin penyakit yang disebut laminopati, mempengaruhi berbagai jaringan baik secara terisolasi (otot rangka dan miokardium, jaringan adiposa, saraf tepi) maupun secara sistemik (sindrom penuaan dini). Fenotipe yang tumpang tindih juga dicatat. Seiring dengan variabilitas klinis yang luas, heterogenitas genetik yang nyata juga merupakan karakteristiknya.

catatan! Sampai saat ini, mutasi pada gen LMNA (yang mengkode lamin tipe A [lamin A/C]) telah terbukti menjadi faktor etiologi 11 ( ! ) bentuk nosologis independen yang termasuk dalam lima kelompok penyakit keturunan - distrofi otot progresif, kardiomiopati dilatasi, lipodistrofi, neuropati sensorik motorik herediter, dan sindrom penuaan dini. Paling sering, mutasi pada gen LMNA menyebabkan kerusakan pada otot rangka, miokardium, dan jaringan adiposa; lebih jarang lagi mutasi tersebut merupakan faktor etiologi sindrom progeroid, neuropati herediter, dan dermopati restriktif yang mematikan. Pada saat yang sama, sindrom di atas dapat disebabkan oleh mutasi baik pada gen lamin itu sendiri maupun pada gen protein mitra (SREBP1, emerins) dan enzim yang terlibat dalam pemrosesan lamin.

catatan: MD ED - Distrofi otot Emery-Dreyfuss; CL MD - distrofi otot korset tungkai; MD - distrofi otot; DCM - kardiomiopati dilatasi; CMP - kardiomiopati; IKLAN - warisan autosomal dominan; AR - warisan resesif autosomal

Mekanisme pasti perkembangan penyakit terkait lamin belum diteliti secara rinci. Dua hipotesis utama yang dominan untuk menjelaskan fenotip patologis yang diamati: hipotesis struktural dan hipotesis “ekspresi gen”. Menurut yang pertama, kekurangan lamin atau perakitan protein lamin mutan yang salah menyebabkan penurunan kekuatan lamina inti dan peningkatan kerentanan inti dan sel secara keseluruhan. Pertama-tama, sel-sel yang terkena tekanan mekanis, seperti sel otot dan kardiomiosit, terpengaruh, dengan berkembangnya perubahan degeneratif. Hipotesis kedua menunjukkan adanya gangguan hubungan antara lamina inti dan faktor transkripsi. Baru-baru ini, hipotesis lain dirumuskan yang menyatakan bahwa mutasi lamin A/C atau tidak adanya lamin tipe A dapat memicu mekanisme patogenesis ketiga - dekompartmentalisasi sementara (karena terganggunya integritas membran inti), yang menyebabkan pertukaran yang tidak memadai. antara komponen inti dan sitoplasma.

Baca lebih lanjut mengenai penyakit terkait lamin pada sumber berikut:

artikel “Karakteristik klinis dan genetik dari laminopati herediter” E.L. Dadali, D.S. Bileva, I.V. Ugarov; Pusat Penelitian Genetika Medis dari Akademi Ilmu Kedokteran Rusia, Moskow; Departemen Genetika, Fakultas Kedokteran dan Biologi, Universitas Kedokteran Negeri Rusia, Moskow (jurnal “Annals of Clinical and Experimental Neurology” No. 4, 2008) [baca];

artikel “Mutasi gen Lamin A/C (LMNA) pada pasien dengan kardiomiopati dilatasi dan manifestasi fenotipiknya” Vaikhanskaya T.G., Sivitskaya L.N., Danilenko N.G., Kurushko T.V., Davydenko O.G. ; Pusat Ilmiah dan Praktis Republik "Kardiologi", kelompok fungsional patofisiologi klinis sirkulasi darah, Minsk, Belarus; Lembaga Ilmiah Negara "Institut Genetika dan Sitologi", Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional, Laboratorium Keturunan Non-kromosom, Minsk, Belarus (Jurnal Kardiologi Eurasia, No. 1, 2016) [baca];

disertasi untuk gelar calon ilmu kedokteran “Keanekaragaman klinis dan genetik serta diagnostik molekuler distrofi otot Emery-Dreyfus” Adyan Tagui Avetikovna, “Pusat Penelitian Genetik Medis” Lembaga Anggaran Negara Federal, Moskow, 2015 [baca];

presentasi “Progeria - sindrom progeria Hutchinson-Gilford (HGPS)” S. Kokorin, E. Podkhalyuzina, V. Smirnov; Seminar Biologi Molekuler; 25/12/2010 (bioinformaticsinstitute.ru) [baca];

artikel “Lipodistrofi parsial keluarga (sindrom Dunnigan) karena mutasi pada gen LMNA: deskripsi pertama kasus klinis di Rusia” E.L. Sorkina, M.F. Kalashnikova, G.A. Melnichenko, A.N. Tulpakov; Departemen Endokrinologi, Fakultas Kedokteran, Universitas Kedokteran Negeri Moskow Pertama dinamai demikian. MEREKA. Sechenov" dari Kementerian Kesehatan Rusia, Moskow; FSBI "Pusat Penelitian Endokrinologi" Kementerian Kesehatan Rusia, Moskow (majalah "Arsip Terapi" No. 3, 2015) [baca]

© Laesus De Liro