Том 69, № 5 (2024)

С помощью оптического пинцета и атомно-силовой микроскопии проведена сравнительная оценка силы связи липополисахарида из культуры Yersinia pseudotuberculosis с моноклональными антителами. Обсуждаются особенности двух методов, определяющие существенные различия в значениях измеряемой силы разрыва связи между сенсибилизированным липополисахаридом зондом (полистирольной микросферой в случае оптического пинцета и иглой кантилевера из нитрида кремния в случае атомно-силовой микроскопии) и субстратом (стекло и слюда соответственно), покрытым моноклональными антителами. В случае атомно-силовой микроскопии игла кантилевера до момента остановки пьезостолика скользит по поверхности субстрата, вызывая изменение пространственной структуры сенситинов и, как следствие, перераспределение множественной связи между агломератом липополисахарида и антителами. При использовании метода оптического пинцета существенного смещения микросферы по поверхности субстрата не происходит и, в отличие от атомно-силовой микроскопии, разрыв сложной связи между липополисахаридом и комплементарными антителами регистрируется в виде единственного и кратковременного (1–2 мс) скачка сигнала фотодетектора. Фиксируемые значения силы разрыва связи, измеряемой обоими методами, относительны и варьируют в зависимости от выбранных условий проведения экспериментов. Показано, что неспецифическая составляющая силы разрыва связи, измеряемой методом атомно-силовой микроскопии, существенно выше по сравнению с таковой, определяемой методом оптического пинцета.

Проведена оценка экспериментально полученных структур 48 комплексов рецептора ACE2 с RBD S-белка коронавирусов SARS-CoV и SARS-CoV-2 (включая мутантные формы последнего), для которых рассчитана константа диссоциации. Для предсказания аффинности связывания использован разработанный авторами ранее нейросетевой алгоритм ProBAN, а также ряд других алгоритмов оценки свободной энергии Гиббса: Prodigy, FoldX, DFIRE и RosettaDock. Сопоставление результатов оценки показывает, что ProBAN демонстрирует лучшее качество предсказания (корреляция Пирсона – 0.56, средняя абсолютная ошибка – 0.7 ккал/моль). Полученные результаты позволяют предположить лучшее качество предсказания аффинности и для других белок-белковых комплексов. Информация об исследуемых комплексах и результаты предсказания доступны в репозитории по ссылке: https://github.com/EABogdanova/ProBAN_RBDACE2.

Методами флуоресцентной конфокальной микроскопии показано присутствие в соматической мышце дождевого червя Lumbricus terrestris семейства белков септинов типов 2, 3, 5, 7 и 9. У септинов типов 2 и 9 отсутствует их специфическая концентрация в зоне холинергического синапса, тогда как септины типов 3 и 5 и особенно типа 7 имеют количественно выраженную привязку по своей локализации к зоне двигательной концевой пластинки. Предполагается, что септины типов 3 и 5 и, прежде всего, типа 7 могут быть участниками в механизмах модуляции квантовой секреции медиатора.

Исследовано влияние ударных акустических волн на проницаемость мембран грамотрицательных бактерий Р. аeruginosa для анионного фотосенсибилизатора эритрозина. Ударные волны генерировались путем быстрого локального нагрева среды, возникающего в ходе безызлучательной релаксации высоких электронно-возбужденных состояний молекул фотосенсибилизатора, заселяемых лазерным импульсом высокой плотности мощности. Показано, что под воздействием ударных волн увеличивается проницаемость мембран бактерий, эритрозин проникает внутрь клеток, что сопровождается повышением эффективности фотодинамического действия на микроорганизмы.

Экспериментально исследовано формирование поведенческих навыков, заключающихся в обучаемости условной реакции активного избегания, у разных видов крыс в трехлучевом лабиринте. Для определения наиболее обучаемого вида выбраны белые беспородные крысы (100 особей) и крысы линий Long Evans и Dumbo (по 30 особей). Условным стимулом была комбинация включения звука и отключения света в случайно выбираемом целевом коридоре лабиринта. Через 5 с после включения звука свет выключался, в нецелевые коридоры подавался безусловный стимул (электрический ток) и включался свет. Задача крысы состояла в совершении перехода в целевой (безопасный) рукав лабиринта в ответ на звуковой стимул. По достижении цели напряжение с пола нецелевых коридоров снималось, свет выключался. Пауза между сочетаниями «условный/безусловный стимул» составляла 30 с, время обучения для каждого вида крыс составляло 1 месяц, по 20 предъявлений сочетаний стимулов в день. Крыса считалась обученной при вероятности достижения цели в 70% и более случаев за время, не превышающее 6 с. Установлено, что для быстрого обучения больших групп крыс реагированию на раздражающий стимул наилучшим образом подходят крысы линии Dumbo.

Выдвинут тезис, что только включение эндогенного оксида азота (NO) в живых организмах в динитрозильные комплексы железа или в S-нитрозотиолы может обеспечить его стабилизацию, необходимую для функционирования NO в качестве как ауто-, так и паракринного регулятора метаболических процессов. Без такого включения подавляющая часть эндогенного NO исчезает из-за агрессивного действия на него внутрии внеклеточной среды организма и тем самым исключается из процессов жизнедеятельности. Введение в организм животных и человека экзогенного NO (возможное только путем ингаляции его газообразной формы) не приводит к образованию в крови и других тканях ни динитрозильных комплексов железа, ни S-нитрозотиолов. Подавляющая часть экзогенного NO в этом случае превращается в крови в катионы нитрозония (NO+), о появлении которых свидетельствует их превращение в S-нитрозотиолы при одновременнoм с ингаляцией экзогенного NO введении в кровь животных различных тиолов. В свою очередь, появление S-нитрозотиолов у этих животных обнаруживается по их гипотензивному действию на животных. Превращение NO в катионы нитрозония происходит и в процессе синтеза динитрозильных комплексов железа, обусловленного в живых организмах реакцией диспропорционирования эндогенных молекул NO, попарно связывающихся с ионами двухвалентного железа. Последующее связывание возникающих в ходе этой реакции Fe(NO)2-групп с тиолсодержащими лигандами приводит к образованию достаточно стабильных динитрозильных комплексов железа, функционирующих в живых организмах в качестве доноров как нейтральных молекул NO, так и катионов нитрозония (NO+). Перенос последних на мишени их биологического действия осуществляется в результате непосредственного контакта низкомолекулярных динитрозильных комплексов железа соответственно с гемовой группой гем-содержащих белков (например, гуанилатциклазы) или с тиоловыми группами низкомолекулярных и белковых тиолсодержащих соединений. Приводятся различные последствия такого переноса NO и NO+ в живых организмах соответственно как позитивного, регуляторного, так и негативного, токсического характера.

Построение прогноза времени цветения позволяет исследователям создавать сорта, достигающие максимальной эффективности и ценности в условиях изменения климата. В данной работе предложен алгоритм параметризации модели времени цветения образцов дикого нута, который использует метод машинного обучения «перенос знаний» (transfer learning) для комбинирования нескольких наборов исходных данных и целевых данных. Построенная модель, используя генетические и климатические данные только за первые 20 суток после посева, предсказывает время цветения образцов с высокой точностью – средняя абсолютная ошибка составляет чуть больше 5 суток, коэффициент корреляции Пирсона – 0.93. Было обнаружено, что максимальная и минимальная температура оказывают наиболее сильное влияние на время цветения. При этом все погодные факторы на 7–10-е сутки после посева оказывают влияние на решение модели.