Новости микробиологии https://novalab.su ru Неожиданное открытие - микроскопические грибы обнаружены в раковых опухолях https://novalab.su/tpost/gmogp7y3f1-neozhidannoe-otkritie-mikroskopicheskie https://novalab.su/tpost/gmogp7y3f1-neozhidannoe-otkritie-mikroskopicheskie?amp=true Mon, 26 Dec 2022 10:00:00 +0300 Два недавних исследования показывают, что микроскопические грибки можно найти и в довольно неожиданном месте — в раковых опухолях.

Неожиданное открытие - микроскопические грибы обнаружены в раковых опухолях

Два недавних исследования показывают, что микроскопические грибки можно найти и в довольно неожиданном месте — в раковых опухолях. В 2020 году несколько исследовательских групп показали, что раковые опухоли могут содержать бактерии. Например, биолог-онколог  Равид Штраусман из Института Вейцмана и его коллеги  обнаружили бактерии в опухолях всех семи изученных ими типов рака. В том же году группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего продемонстрировала, что некоторая часть образцов 32 типов рака содержит бактериальную ДНК.
В одной из новых статей, опубликованных в журнале Cell, эти две команды исследователей объединились для поиска грибков в опухолях. Они изучили как образцы опухолей ткани, крови и плазмы 17 401 пациента, так и базу данных Атласа генома рака (Cancer Genome Atlas). Ученые обнаружили грибки во всех 35 изученных типах рака. В другой статье, опубликованной в тот же день в Cell учеными из Университета Дьюка и Корнельского университета, говорится, что грибки из группы бластомицетов, а также рода Candida были обнаружены в опухолях семи частей тела.
Равид Штраусман говорит, что в некоторых опухолях может быть одна грибковая клетка на каждые 1000–10 000 опухолевых клеток. И этого достаточно, чтобы грибок оказывал большое влияние на биологию опухолей. От внутриопухолевых грибков могут зависеть клинические исходы, в том числе ответ на химиотерапию. Оба новых исследования показали, что люди с определенными видами грибков в опухолях имеют худшие результаты лечения рака. Возможно, грибы могут помогать опухолям расти и распространяться или скрывать их от иммунной системы.
Источник: polit.ru]]> Биологи обнаружили, что амилоиды участвуют во взаимодействиях растений с бактериями https://novalab.su/tpost/hzs9o09hv1-biologi-obnaruzhili-chto-amiloidi-uchast https://novalab.su/tpost/hzs9o09hv1-biologi-obnaruzhili-chto-amiloidi-uchast?amp=true Tue, 15 Nov 2022 10:00:00 +0300 Исследователи определили, что симбиотические бактерии формируют амилоидные фибриллы в корневых клубеньках бобовых растений.

Биологи обнаружили, что амилоиды участвуют во взаимодействиях растений с бактериями

Коллектив исследователей из Санкт-Петербургского государственного университета, Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии, Института цитологии РАН и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН определил, что симбиотические бактерии формируют амилоидные фибриллы в корневых клубеньках бобовых растений — особых органах, обеспечивающих фиксацию атмосферного азота. Это явление позволило обнаружить неизвестный ранее механизм, опосредствующий взаимодействие симбиотических бактерий с растением-хозяином, которое имеет высокую значимость для биотехнологии и сельского хозяйства.
Белки представляют собой одни из важнейших биологических макромолекул, выполняющих разнообразные функции в нашем организме, например участвуя в обмене веществ в клетках. Некоторые белки способны формировать амилоиды — крупные комплексы, состоящие из множества молекул белка, соединенных многочисленными водородными связями. Такая структура амилоидов придает им высокую стабильность: некоторые амилоиды способны в течение десятилетий сохраняться во внешней среде и выдерживать обработку различными химическими соединениями, разрушающими «обычные» белки. Амилоиды имеют нитевидную форму и уникальные свойства: например, при окрашивании красителем конго-красный амилоиды демонстрируют желто-зеленое свечение в поляризованном свете.
Как рассказал профессор руководитель исследования, исполняющий обязанности заведующего кафедрой генетики и биотехнологии СПбГУ, заведующий лабораторией протеомики надорганизменных систем ФГБНУ ВНИИСХМ профессор РАН Антон Нижников, в последние годы произошло переосмысление биологической роли амилоидов, которое привело к пониманию важности их функций у разных организмов. Так, например, в организме человека амилоиды, называемые «функциональными», отвечают за хранение некоторых гормонов и полимеризацию меланина.
У растений же запасные белки накапливаются в семенах в форме амилоидов при созревании, а затем быстро разбираются, когда семена прорастают. Эти белки помогают преодолевать длительные периоды неблагоприятных условий, когда требуется «законсервировать» питательные вещества. В организме бактерий также обнаружено значительное разнообразие функциональных амилоидов, многие из которых опосредуют взаимодействия бактерий и организмов-хозяев. Этот процесс может приводить к развитию у хозяина инфекционных заболеваний, однако в некоторых случаях он оказывается полезным.
Биологи СПбГУ изучили функции амилоидных белков у симбионтов (участников взаимодействия между организмами) растений — клубеньковых бактерий, которые играют важную роль в сельском хозяйстве. Эти бактерии способны фиксировать атмосферный азот в симбиозе с некоторыми растениями — преимущественно бобовыми — и позволяют существенно уменьшить использование минеральных азотных удобрений, провоцирующих вымывание полезных микроэлементов из почвы.
«Применение атомной силовой микроскопии позволило нам впервые изучить морфологию и жесткость фибрилл, образуемых амилоидным белком клубеньковой бактерии, с высоким разрешением», — сообщил Михаил Белоусов, научный сотрудник кафедры генетики и биотехнологии СПбГУ, старший научный сотрудник лаборатории протеомики надорганизменных систем ФГБНУ ВНИИСХМ.
Ученые показали, что клубеньковые бактерии в симбиозе с бобовыми растениями формируют амилоидные фибриллы в корневых клубеньках — особых органах, которые растение образует при взаимодействии с симбиотическими бактериями, именно здесь происходит фиксация атмосферного азота. Кроме того, в клубеньках биологи обнаружили сходные с амилоидами комплексы запасных белков гороха.
«Мы показали, что амилоиды, образуемые растениями гороха, способны индуцировать формирование амилоидов белком клубеньковой бактерии RopB, что указывает на принципиальную возможность взаимодействия между бактериальными и растительными амилоидными белками в корневых клубеньках бобовых», — рассказала старший научный сотрудник лаборатории структурной динамики, стабильности и фолдинга белков ИНЦ РАН Анна Сулацкая.
«В целом все эти данные позволили нам выдвинуть гипотезу о наличии в корневых клубеньках «сети» амилоидных белков, образуемых как клубеньковыми бактериями, так и растением-хозяином. Вероятно, такая «амилоидная сеть» может быть важна для эффективного взаимодействия растения со своим микросимбионтом — клубеньковой бактерией. В пользу этого предположения говорит тот факт, что белковые агрегаты, продуцируемые и растением, и бактериями, одновременно образуются в корневых клубеньках только в случае формирования эффективной азотфиксирующей надорганизменной растительно-микробной системы», — объяснил Антон Нижников.
Проведенное исследование впервые выявило участие амилоидов во взаимодействии растений с симбиотическими клубеньковыми бактериями. В настоящий момент коллектив продолжает изучение точной роли амилоидов в контроле этих взаимодействий. Так, можно предполагать, что амилоидные образования обеспечивают корректное пространственное расположение и защиту клеток бактерий в симбиотических клубеньках, а также участвуют в передаче сигналов между растением и его симбионтом.
Изучать амилоиды на кафедре генетики и биотехнологии СПбГУ под руководством академика Сергея Инге-Вечтомова начали еще в 90-х годах XX века: тогда был опубликован целый ряд прорывных работ мирового уровня, посвященных инфекционным амилоидам (прионам) дрожжей. Эти работы внесли весомый вклад в формирование концепции белковой наследственности, постулирующей, что в качестве носителя наследственной информации может выступать не только последовательность звеньев (нуклеотидов) в нуклеиновых кислотах (ДНК, РНК), но и структура прионного белка, действующая подобно матрице, передающей свои свойства другим молекулам того же белка. Кафедра генетики и биотехнологии СПбГУ, основанная в 1919 году, является старейшей кафедрой генетики в России.
Исследование механизма формирования амилоидных фибрилл проводится при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (соглашение № 075-15-2021-1055). Часть экспериментов проводилась с использованием оборудования Научного парка СПбГУ и Центра коллективного пользования ФГБНУ ВНИИСХМ.
Статья опубликовано в журнале Frontiers in Plant Science
Источник: Пресс-служба СПбГУ

]]> Японскими учеными обнаружена бактерия способна обзавестись «телом», состоящим из сотен клеток. https://novalab.su/tpost/f1nksoo9a1-yaponskimi-uchenimi-obnaruzhena-bakteriy https://novalab.su/tpost/f1nksoo9a1-yaponskimi-uchenimi-obnaruzhena-bakteriy?amp=true Tue, 18 Oct 2022 10:00:00 +0300 Обнаруженная японскими учеными бактерия способна обзавестись «телом», состоящим из сотен клеток, многоклеточных организмов

Японскими учеными обнаружена бактерия способна обзавестись «телом», состоящим из сотен клеток.

Обнаруженная японскими учеными бактерия  способна  обзавестись «телом», состоящим из сотен клеток. Когда приходит время, клеточный конгломерат выпускает новое поколение одиночных клеток, чтобы заново начать свой жизненный цикл. Ученые считают, что изучение этой бактерии может пролить новый свет на проблему возникновения многоклеточных организмов.
Появление многоклеточных организмов стало ключевым событием в эволюции жизни на Земле. Оно позволило организмам обзаводиться клетками со специализированными ролями, достигать большего размера и использовать разную среду обитания. Растения и животные являются хрестоматийными примерами многоклеточной жизни, но некоторые микроорганизмы также демонстрируют несколько простых форм группового поведения. Например, цианобактерии формируют сложные цепочки клеток. А миксобактерии при недостатке питания объединяются, образуя подвижное плодовое тело на ножках, что позволяет им перемещаться в поисках лучших условий.
Эколог-микробиолог Кохэй Мидзуно из Японского национального технологического института и его коллеги в 2008 году собирали образцы микроорганизмов, обитающих в экстремальных условиях, таких как горячие источники и пещеры. Они надеялись найти новые ферменты, которые можно было бы использовать для производства биоразлагаемого пластика. В пещере Серюкуцу в префектуре Фукуока на острове Кюсю они нашли бактерию, которой дали условное обозначение HS-3.
Вырастив культуру этих бактерий в лаборатории, они обнаружили, что как только отдельные клетки HS-3 опускаются на субстрат, они начинают делиться на длинные нити. Эти нити образуют длинную цепочку, которая складывается и образует красочный двухмерный массив. Примерно через пять дней плоский лист начинал утолщаться из-за формирования комка непрозрачных палочковидных клеток. При погружении в воду эти клетки выстреливались из «тела» микроба, готовые создать новую колонию. В отличие от других известных форм «многоклеточных бактерий», у HS-3 каждый тип клеток имел четкую структуру и формировался в разные моменты жизненного цикла, как бы реагируя на определенные сигналы окружающей среды — в данном случае на погружение в воду.
Кохэй Мидзуно и его коллеги объясняют необычный жизненный цикл HS-3 условиями, в которых живет бактерия. Ее образцы были собраны со стены пещеры над подземным ручьем. На этой стене бактерия может формировать свое тело и накапливать палочковидные клетки. Затем, когда после дождей уровень воды в ручье поднимается и заливает многоклеточное тело бактерии, эти клетки высвобождаются и рассеиваются в окружающей среде.
В статье, опубликованной в электронном научном журнале eLife, Кохэй Мидзуно и его коллеги описывают необычную бактерию и дают ей официальное латинское название Jeongeupia sacculi.
Источник: polit.ru]]> Мицелиальный гриб помог увеличить синтез лекарства для лечения болезней печени https://novalab.su/tpost/lvph5k1sl1-mitselialnii-grib-pomog-uvelichit-sintez https://novalab.su/tpost/lvph5k1sl1-mitselialnii-grib-pomog-uvelichit-sintez?amp=true Fri, 16 Sep 2022 10:00:00 +0300 Российские ученые предложили микробиологический метод, позволяющий эффективно синтезировать урсодезоксихолевую кислоту — препарат, который широко используется при лечении различных заболеваний печени.

Мицелиальный гриб помог увеличить синтез лекарства для лечения болезней печени

Российские ученые предложили микробиологический метод, позволяющий эффективно синтезировать урсодезоксихолевую кислоту — препарат, который широко используется при лечении различных заболеваний печени. Традиционно ее получают в процессе сложных химических реакций, которые малоэффективны и экологически небезопасны. Авторы «научили» мицелиальный гриб, способный вызывать болезни зерновых культур, синтезировать урсодезоксихолевую кислоту из вещества-предшественника с выходом до 88%. Такой подход позволит упростить и удешевить производство важного для медицины соединения.
Урсодезоксихолевая кислота — лекарственное средство, используемое в современной медицине для лечения и профилактики хронических воспалительных заболеваний печени, к которым относятся гепатит и цирроз, а также для растворения камней в желчном пузыре. Кроме того, препарат предотвращает развитие рака толстой кишки.

На сегодняшний день урсодезоксихолевую кислоту в промышленных масштабах производят химически, но этот процесс сложен, экологически небезопасен и малоэффективен — лишь 30% вещества-предшественника превращается в нужное соединение. Ученые разрабатывают альтернативные способы получения урсодезоксихолевой кислоты, и наиболее перспективно с этой точки зрения использование микроорганизмов-продуцентов, которые способны ее синтезировать.

Ранее биотехнологи из Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.К. Скрябина Пущинского научного центра биологических исследований РАН (Пущино) исследовали способность различных микроскопических грибов синтезировать урсодезоксихолевую кислоту из вещества-предшественника (литохолевой кислоты) и выявили наиболее перспективный штамм гриба Gibberella zeae, также известного как фузариум злаковый, обладающий высокой активностью фермента, необходимого для такого превращения. Использование этого штамма позволяет получать целевой продукт в одну биотехнологическую стадию с двукратным увеличением выхода по сравнению с химическим синтезом.

В новой работе авторам удалось повысить продуктивность грибной культуры в синтезе урсодезоксихолевой кислоты до 88%. Для этого исследователи получили мутантные штаммы с повышенной активностью. Ученые разработали оригинальную процедуру получения протопластов — клеток гриба, не имеющих клеточной стенки. Активно растущий мицелий, или тело гриба, на подходящей питательной среде обработали специальными ферментами, разрушающими клеточную стенку. Это было необходимо для последующего мутагенеза с помощью ультрафиолетового облучения и для получения мутантных клонов с большим числом случайных мутаций, среди которых оказалась бы нужная. В результате эксперимента авторы выявили 27 клонов, три из которых синтезировали на 10-30% больше урсодезоксихолевой кислоты, чем исходные клетки родительского штамма.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале AMB Express

Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)
]]>