لایه هسته ای. لامینوپاتی. فقط یک ژن و یک سری بیماری

نتایج مرحله: 1) تجزیه و تحلیل محتوای لامین A و لامین B در غشای هسته ای سلول های انتخاب شده در مرحله اول کار (فیبروبلاست های همستر تبدیل شده با Ras با پتانسیل متاستاتیک متفاوت). در تمام رده‌های سلولی، آنتی‌بادی‌های هر دو لامین، هسته‌ها را به خوبی رنگ‌آمیزی کردند. در سلول‌های HET-SR (با متاستاتیک کم)، هسته‌ها شکل منظمی دارند، لامین A هم در پوشش هسته و هم در نوکلئوپلاسم شناسایی می‌شود، لامین B به وضوح در پوشش هسته وجود دارد. همه رده های سلولی بسیار متاستاتیک، طیف گسترده ای از اشکال هسته ای، و همچنین تشکیل چین ها یا خوشه های نامنظم از لایه ها را نشان می دهند (شکل 1). در سلول‌هایی که به‌طور خودبه‌خود تبدیل شده‌اند، که در آن‌ها تغییر شکل در نتیجه کشت طولانی‌مدت آزمایشگاهی رده سلولی جنینی همستر سوریه (ST-HET - سلول‌های کم متاستاتیک، ST-HET کلون 83/20 - سلول‌های با متاستاتیک بالا) رخ داده است. تغییرات مشابهی مشاهده شد - بدون تفاوت معنی‌داری در شدت رنگ‌آمیزی لایه‌های A و B بین خطوط با متاستاتیک پایین و بالا، تنوع زیادی در اشکال هسته‌ای در خط ST-HET کلون 83/20 بسیار متاستاتیک و توزیع نابرابر مشاهده شد. هر دو لامین (شکل 2). آنالیز وسترن بلات بیان لامین نیز تفاوت معنی داری در محتوای لامین های A و B بین سلول های متاستاتیک کم و زیاد نشان نداد (شکل 3). از آنجایی که تفاوت در فعالیت متاستاتیک در داخل بدن ممکن است به فعالیت متالوپروتئازهای ماتریکس بستگی داشته باشد، تجزیه و تحلیل زیموگرافی در خطوط مورد مطالعه انجام شد. برای انجام این کار، سلول ها در پتری ظروف 35 میلی متری با غلظت 150000 سلول در هر ظرف کاشته شدند، به مدت 1 روز کشت شدند، سپس 3 بار با محیط بدون سرم شسته شدند و به مدت 12 ساعت در محیط بدون سرم و محیط تهویه شده قرار گرفتند. جمع آوری شد. پس از این، تعداد سلول ها در ظروف برای عادی سازی بارگیری پروتئین هنگام مطالعه فعالیت متالوپروتئینازها شمارش شد. برای تجزیه و تحلیل فعالیت ژلاتیناز متالوپروتئازهای ماتریکس، مقدار 10 میکرولیتر از محیط مطبوع با 10 میکرولیتر بافر بارگیری پروتئین برای زیموگرافی مخلوط و روی ژل اعمال شد. الکتروفورز استاندارد SDS-PAGE تحت شرایط استاندارد در ژل پلی آکریل آمید 8 درصد حاوی 2/0 درصد ژلاتین، بازسازی مجدد به مدت 30 دقیقه و واکنش ژلاتیناز به مدت 4 ساعت انجام شد. برای تمام لاین های مورد مطالعه، فعالیت متالوپروتئیناز 2 شناسایی شد، اما هیچ تفاوت معنی داری در فعالیت متالوپروتئیناز بین سلول های متاستاتیک کم و زیاد یافت نشد (شکل 4). بنابراین، تفاوت در پتانسیل متاستاتیک سلول های همستر سوریه تحت روش های مختلف تبدیل به دلیل تغییر در محتوای لامین A یا لامین B نیست، بلکه با تغییر در شکل هسته ها و توزیع لامین ها همراه است که نشان دهنده امکان پذیر است. اختلال در هدف قرار دادن لامین ها به غشای هسته ای داخلی و در تنظیم مونتاژ میکرو دامنه لامین. 2) تجزیه و تحلیل فعالیت مهاجرت سلول ها در یک فضای محدود. فعالیت مهاجرت سلول ها، بسته به سطح بیان لامین A و انواع اسپلایس آن، در محفظه های Boyden با قطر منافذ 3 و 8 میکرومتر انجام شد. برای ایجاد یک گرادیان جذب شیمیایی، سرم جنین به محفظه پایینی اضافه شد و سلول های اتاق فوقانی در محیطی بدون سرم انکوبه شدند (شکل 5). تجزیه و تحلیل بر روی جمعیت های سلولی از خط HT1080 (فیبروسارکوم انسانی)، ناهمگن در سطح بیان GFP-lamin A و GFP-progerin، و همچنین سلول هایی با حذف لامین A انجام شد (سطح ناک داون در سلول های فردی است. متناسب با فلورسانس GFP بیان شده با RNA سنجاق سر در برابر لامین A). تجزیه و تحلیل کارایی مهاجرت روز بعد پس از کاشت با استفاده از غربالگری میکروسکوپی با توان بالا و تشخیص خودکار تعداد سلول‌ها با سطح سیگنال GFP فوق آستانه در دو طرف غشا با استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی شده در مرحله قبلی پروژه انجام شد. نتایج آنالیز نشان داد که نسبت سلول‌هایی که هم لامین A و هم پروگرین خارجی را بیان می‌کنند در جمعیت سلول‌هایی که از طریق منافذ مهاجرت می‌کنند به طور قابل‌توجهی کاهش یافته است، که نشان‌دهنده مهار مهاجرت است (شکل 6). این اثر به اندازه منافذ بستگی دارد: راندمان مهاجرت از طریق منافذ 8 میکرومتر به ترتیب 25٪ و 32٪ برای لامین A و پروگرین کاهش می یابد، و هنگام مهاجرت از طریق منافذ 3 میکرومتر، راندمان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد - 61. درصد و 66 درصد. در عین حال، سرکوب بیان لامین A منجر به فعال شدن مهاجرت نمی شود (شکل 7). ظاهراً، از آنجایی که این مطالعات از سلول‌های تبدیل‌شده با پتانسیل مهاجرت ذاتی بالا و پلاستیسیته بالای پوشش هسته‌ای استفاده می‌کردند، کاهش بیشتر در سطوح لامین A سهم قابل‌توجهی در توانایی سلول‌ها برای مهاجرت از طریق منافذ ندارد. بنابراین، در مرحله بعدی آزمایش ها، برنامه ریزی شده است که از خطوط HSR شرح داده شده در گزارش قبلی استفاده شود که قابلیت های متفاوتی را برای متاستاز (تهاجم به بافت های بدن) و همچنین گونه های تراریخته آنها نشان می دهد. 3). برای مطالعه مهاجرت سلولی در ژل کلاژن سه بعدی، PhaseView برای توسعه یک الگوریتم بهینه‌سازی تصویر با استفاده از میکروسکوپ روشنایی مسطح (SPIM) همکاری کرد. این الگوریتم و اجرای سخت‌افزاری آن میکروسکوپ روشنایی مسطح صفحه نور لیزری سه بعدی (SPIM) را با افزایش یکنواختی و عمق انتشار در کل میدان دید در نمونه‌های شفاف و شفاف با اندازه متوسط ​​تا بزرگ فراهم می‌کند. به طور خاص، این سیستم ابزاری را برای حفظ حداقل ضخامت ورق نور لیزر در داخل جسم در بزرگترین منطقه ممکن برای یک پیکربندی نوری مشخص فراهم می‌کند، در نتیجه وضوح محوری یکنواخت و حداکثر ممکن را در کل میدان دید ارائه می‌کند. این سیستم بر اساس همگام سازی سرعت و فاز شاتر نورد دوربین CMOS مورد استفاده برای گرفتن تصویر با حرکت زین ورق لیزری با استفاده از اپتیک تطبیقی ​​نصب شده در مسیر تحریک نوری است (شکل 8). این سیستم به طور خاص برای تجزیه و تحلیل مهاجرت سلولی در ژل‌های سه‌بعدی اقتباس شده است، زیرا میکروسکوپ SPIM در مقایسه با میکروسکوپ کانفوکال لیزری اسکن نقطه‌ای، سمیت نوری کاهش‌یافته و سرعت دریافت تصویر را به‌طور قابل‌توجهی سریع‌تر ارائه می‌دهد، و امکان مشاهدات درون حیاتی طولانی‌مدت را در حالی که حجم نمونه به‌طور قابل‌توجهی را تجزیه و تحلیل می‌کند، فراهم می‌کند. با وضوح مکانی و زمانی بالا (شکل 9). این سیستم بیشتر برای تجزیه و تحلیل اثر مهار Zmpste24 بر فعالیت مهاجرت سلول های سرطانی در ژل های سه بعدی استفاده خواهد شد. 4) اثر لامین اگزوژن A و بیان پروگرین بر خواص مکانیکی پوشش هسته ای در سلول های زنده با استفاده از میکروسکوپ هدایت یونی روبشی (SICM) تجزیه و تحلیل شد. این روش علاوه بر امکان اسکن با سرعت بالا برجستگی سطحی سلول های زنده کشت شده با قدرت تفکیک جانبی و محوری بالا، امکان اندازه گیری خواص کشسانی سلول ها را فراهم می کند (شکل 10a, b). اندازه گیری ضرایب کشسانی هسته نیز به دلیل وجود لایه نازک سیتوپلاسم در بالای هسته سلولی که روی یک بستر شیشه ای پخش شده است امکان پذیر است. برای به حداقل رساندن سهم سیتوپلاسم در پارامترهای هسته ای تعیین شده، سلول های فیبروسارکوم انسانی HT1080، که درجه بالایی از انتشار را نشان می دهند، استفاده شد. سلول ها با یک پلاسمید کد کننده GFP-lamin A یا GFP-progerin ترانسفکت شدند. اندازه‌گیری‌ها بر روی یک دستگاه MNT (Medical Nanotechnologies LLC) نصب شده بر روی یک سکوی فلورسنت معکوس Eclipse Ti2 (Nikon) در روز دوم پس از ترانسفکشن انجام شد. یک میکروپیپت شیشه ای روی یک کنترل کننده پیزو به عنوان یک عنصر اسکن استفاده شد (شکل 10، a). سلول ها برای اسکن بر اساس سطح فلورسانس در کانال GFP انتخاب شدند. ابتدا برجستگی سلول مورد مطالعه اسکن شد. در این حالت، تشخیص سطح زمانی اتفاق می‌افتد که وقتی میکروپیپت شیشه‌ای به مرز خود می‌رسد، قدرت جریان یونی 1-0.25% کاهش می‌یابد. سپس، سفتی موثر تعیین شد، از جابجایی نهایی ثبت شده غشاء پس از عبور از آن با جریان یونی محاسبه شد و نقطه بعدی افت جریان یونی به میزان ~1٪ تعیین شد. کل سلول اسکن شد، سپس موقعیت هسته در بالاترین نقطه برجستگی تعیین شد. در این ناحیه، 10 نقطه برای پردازش گرفته شد، مقدار سفتی برای 10 نقطه دیگر در امتداد محیط سلول انتخاب شد و این نقاط نباید خیلی نزدیک به لبه سیتوپلاسم قرار گیرند، به طوری که مقادیر صلبیت زیرلایه تعیین شود. در نمونه گنجانده نمی شود (شکل 10c). نتایج اندازه گیری کشش هسته ای به کشش سیتوپلاسم در ناحیه لاملا نرمال شد. در تعدادی از آزمایش‌ها، اندازه‌گیری‌ها در برابر پس‌زمینه جداسازی اسکلت سلولی اکتین و توبولین (تحت تأثیر نوکودازول و سیتوکالاسین D با استفاده از رنگ‌آمیزی سلول‌ها با آنتی‌بادی‌ها علیه بتا توبولین یا داخل حیاتی ارزیابی شد). رنگ آمیزی با اکتین SIR. نتایج اولیه یک ارتباط مستقیم بین غلظت GFP-لامین A خارجی در هسته و سفتی هسته سلول را نشان داد (شکل 11). تحقیقات برای بهینه سازی روش (انتخاب قطر مویرگی، اصلاح الگوریتم های محاسبه سختی و غیره) به منظور افزایش دقت اندازه گیری ها، افزایش حجم نمونه و همچنین بررسی اثربخشی بازدارنده های Zmpste24 ادامه خواهد داشت. 5). مطالعه اثر بیان پروگرین بر سازمان ساختاری و موقعیت هتروکروماتین محیطی با استفاده از مدلی از رده های سلولی همستر چینی (CHO) انجام شد که در ژنوم آن یک مکان کروموزومی مصنوعی حاوی چندین تکرار پشت سر هم از اپراتور Lac قرار گرفت. یکپارچه شده است. مکان‌ها با استفاده از مهارکننده GFP-Lac بیان‌شده در سلول مشاهده شدند (Robinett et al, 1996). ما از کلون AO_3 استفاده کردیم که حاوی یک منبع مصنوعی تقویت‌شده (HSR) بود که درجه بالایی از هتروکروماتین شدن را نشان می‌داد و به طور دائم با لایه هسته‌ای مرتبط بود (لی و همکاران، 1998؛ ژیرونکینا و همکاران، 2014). سلول‌های CHO AO_3 با پلاسمید کدکننده‌ی GFP-progerin ترانسفکت شدند و پس از 48 ساعت سلول‌ها ثابت و با آنتی‌بادی‌های ضد لامین A رنگ‌آمیزی شدند تا بین سیگنال‌های سرکوبگر GFP-Lac و سیگنال‌های GFP-progerin تمایز قائل شوند. میکروسکوپ ایمونوفلورسانس و میکروسکوپ با وضوح فوق العاده نشان داد که بیان پروگرین باعث کاهش درجه تراکم نمی شود که با تغییرات در ناحیه HSR یا میانگین شدت فلورسانس GFP در آن ارزیابی می شود (شکل 12). همچنین هیچ تغییر قابل توجهی در موقعیت HSR نسبت به پاکت هسته ای وجود نداشت: در سلول هایی با سطح بالایی از بیان پروگرین، ساختار هسته ای لوبولار معمولی پروگریا هاچیسون-گیلفورد و تشکیل هجوم های متعدد در پاکت هسته ای آشکار می شود. و HSR همیشه یا با محیط هسته یا با ورقه‌ها در نواحی انواژشن همراه باقی می‌ماند. برای مطالعه سازمان فراساختاری کروماتین در سلول‌هایی که GFP-progerin را بیان می‌کنند، از میکروسکوپ ایمونوالکترونی با آنتی‌بادی‌های ضد GFP و به دنبال آن تقویت Ag سیگنال آنتی‌بادی‌های ثانویه نشاندار شده با Nanogold استفاده شد. این رویکرد امکان شناسایی سلول های ترانسفکت شده را در سطح نور-اپتیکی با استفاده از میکروسکوپ نوری میدان روشن و شناسایی موثر آنها در مقاطع بسیار نازک فراهم کرد. تجزیه و تحلیل میکروسکوپی ادکترون نشان داد که هر دو مکان کروموزومی مصنوعی و مناطق هتروکروماتیک درون زا کروموزوم ها، برخلاف فرضیه های قبلی، ساختار متراکم خود را حفظ می کنند. با این حال، در این مورد، اغلب از بین رفتن ارتباط هتروکروماتین محیطی با لایه هسته و حرکت آن به مناطق داخلی هسته وجود دارد (شکل 13، a). مناطق قابل توجهی از لایه هسته ای تحت این شرایط عاری از تماس با هتروکروماتین باقی می مانند (شکل 14). 6). شناسایی محدوده امیدوارکننده‌ترین بازدارنده‌های رقابتی با استفاده از روش‌های مدل‌سازی مولکولی، مطالعه بیشتر پایداری کمپلکس‌های آنزیم-بازدارنده با استفاده از روش‌های دینامیک مولکولی به منظور انتخاب ترکیبات کاندید برای تحقیقات تجربی برای ZMPSTE24، اطلاعات ساختاری با داده‌های کریستالوگرافی تعیین شد آنزیم و پروتئین نوترکیب انسانی از Saccharomyces cerevisiae Ste24p. در عین حال، تنها یک ساختار از مجموعه ZMPSTE24 با یکی از مهارکننده های متالوپروتئازهای وابسته به روی محلول که مهار رقابتی ضعیفی از ZMPSTE24 را فراهم می کند شناخته شده است - فسفورامیدون که با وضوح کم روش کریستالوگرافی مشخص می شود. علیرغم شباهت محل فعال ZMPSTE24 با برخی متالوپروتئازهای وابسته به روی، مانند ترمولیزین و نپری لیزین، اتصال فسفورامیدون در سطح قابل توجهی پایین‌تر به دست آمد. چون آزمایش‌ها در شرایط آزمایشگاهی انجام شد و شواهد مستقیمی از اثربخشی این دسته از مهارکننده‌ها به عنوان دارو نشان نداد. انتظار اثربخشی in vivo در حال حاضر با هیچ روشی پشتیبانی نمی‌شود، علاوه بر این، انتقال چنین ترکیباتی ممکن است با ورود پیچیده به محل فعال ZMPSTE24 که توسط رابط آنزیم-لیپید-آب تشکیل شده است، مختل شود. مرحله کار در سال 2017 از سوی دیگر، مشخص شده است که دسته ای از مولکول های مورد استفاده در درمان ضد رتروویروسی در بیماران مبتلا به HIV می توانند در نتیجه اتصال نامناسب این مولکول ها به ZMPSTE24 باعث ایجاد لیپودیستروفی در آنها شوند. در این مورد، لوپینوویر موثرترین بود، که برای آن مکانیسم رقابتی مهار ZMPSTE24 به طور تجربی نشان داده شد. با توجه به محدودیت‌های توصیف شده، استفاده از طرح کلاسیک در سیلیکو برای غربالگری کتابخانه‌های ترکیبات شیمیایی، که معمولاً شامل جستجو در تعداد زیادی از ساختارهای تصادفی یا سنتز شده فعلی مولکول‌های آلی و اتصال بعدی آن‌ها به ساختار کریستالوگرافی استاتیک است. ZMPSTE24، به نظر بی اثر است. ساختار ZMPSTE24 یک شکل نسبتاً منحصر به فرد است که توسط هفت مارپیچ گذرنده تشکیل شده است که یک حفره داخلی پر از آب از 14000 آنستروم مکعبی را در بر می گیرد که در یک لایه دولایه لیپیدی تعبیه شده است. اکثر برنامه‌های داکینگ فعلی به طور انحصاری از فرم محلول آبی ضمنی در محاسبات خود هنگام محاسبه انرژی‌های اتصال استفاده می‌کنند و نمی‌توانند تأثیر لایه دوتایی لیپیدی را در نظر بگیرند. استفاده از ساختارهای استاتیک ZMPSTE24 غوطه ور در یک لایه دولایه نمی تواند ویژگی حفره های تشکیل شده در سطح مشترک آنزیم-لیپید-آب و همچنین ویژگی های دینامیکی آنها را در نظر بگیرد - مدل لایه لیپیدی تحرک بالایی را در نظر می گیرد. بخش آبگریز مولکول های دولایه در مقایسه با آرایش حفره ها و پاکت های پروتئین های پایدار ساختاری. ترکیبی از این عوامل منجر به ناکارآمدی روش محبوب جستجوی بازدارنده‌هایی مانند مطالعات SAR (رابطه ساختار-فعالیت)، سازگار با مدل‌های حلال آبی خالص می‌شود. منطقی ترین راه در این مورد شامل استفاده از ساختار اساسی مولکول ها است که پتانسیل آن قبلاً در آزمایشات in vitro و in vivo نشان داده شده است، به عنوان نقطه شروعی برای جستجوی تغییراتی که معرفی آنها کارایی اتصال بالایی را ارائه می دهد. در حال حاضر، بهترین کاندیدها پپتیدومیمتیک های مصنوعی هستند که برای مهار پروتئازهای آسپارتات استفاده می شوند. و پروتئاز HIV برای جستجوی مکانیسم عمل این دسته از مولکول ها، که هنوز برای ZMPSTE24 ناشناخته است، ما یک روش در سیلیکو برای جستجوی مکان های اتصال، و همچنین مسیر تحویل مولکول ها از محلول، با در نظر گرفتن هر دو آنزیم، توسعه دادیم. رابط لیپید-آب و ساختار دینامیکی خود آنزیم و غشای اطراف. این روش مبتنی بر استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی در ترکیب با روش متادینامیک توسعه‌یافته است (به زیر مراجعه کنید). اهمیت این رویکرد به این دلیل است که در ادبیات قبلاً تلاشی برای اصلاح ساختارهای پپتیدومیمتیک های پروتئاز HIV، بر اساس فرضیه یک عمل مکانیکی مشترک پروتئازهای آسپارتات و پروتئازهای محلول وابسته به روی صورت گرفته است. بر اساس قیاس، مکانیزمی برای ZMPSTE24 پیشنهاد شد. اما این فرضیه توسط هیچ مطالعه ساختاری تایید نشد. مطالعه ما مکانیسم کاملا جدیدی از عملکرد پپتیدومیتیک های پروتئاز HIV را نشان داد که تعدادی از ویژگی ها و ایده ها را برای طراحی منطقی یک مهارکننده موثر ZMPSTE24 باز می کند. الگوریتم توسعه‌یافته برای ایجاد توزیع حالت‌های ساختاری احتمالی و انواع اتصال لوپینوویر نسبت به کل سطح ZMPSTE24 غوطه‌ور در لایه‌های لیپیدی و همچنین در حفره داخلی آن و دور از سطح در ضخامت محلول - اعمال شد - هم آبی و هم لیپیدی این ارزیابی پرانرژی اتصال لوپینوویر در همه مکان‌های اتصال بالقوه، و همچنین موانع بین آنها و مسیرهای مهاجرت احتمالی از حلال خارجی را امکان‌پذیر کرد. چنین نقشه‌های انرژی نسبت به مختصات فضای سه فازی ساخته شده‌اند و به صورت برش‌هایی بر روی مقادیر مجزای یکی از متغیرها و سطوح هم سطح ارائه می‌شوند (شکل 1،2). آن ها برای تفسیر نقشه های انرژی چند بعدی به دست آمده، استفاده از مقادیر ثابت تنها یک متغیر، به عنوان مثال، فاصله مرکز جرم لوپینوویر از مرکز جرم آنزیم، راحت است، اما توزیع ها را نسبت به دیگری ترسیم کرد. دو متغیر - θ و φ زاویه ای. تجزیه و تحلیل نشان می دهد که نفوذ لوپینوویر از محلول آبی به غشاء به دلیل وجود یک مانع دشوار است. این سد در نتیجه ویژگی‌های ساختاری دولایه لیپیدی ایجاد می‌شود: قسمت‌های باردار فسفولیپیدها که غشا را تشکیل می‌دهند - فسفاتیدیل کولین و فسفاتیدیل اتانول آمین - به سمت محلول آبی جهت‌گیری می‌کنند و یک پتانسیل سطح دوقطبی را تشکیل می‌دهند که در مرحله اولیه عبور لوپینوویر به غشاء مانعی ایجاد می‌کند، هم فضایی و هم احتمالاً آنتروپیک که در سیستم‌های لیپید آب مشاهده می‌شود. چون لوپیناویر یک ترکیب آبگریز است، بنابراین ورود آن به لایه چربی به خودی خود یک فرآیند مفید است. با این حال، مسیر غلظت آن در غشاها از مانع تشکیل شده توسط پتانسیل سطح دوقطبی می گذرد. در این مورد، می توان مشاهده کرد که نفوذ لوپیناویر به غشاء از نظر انرژی در محدوده مقادیر 60 مطلوب تر است.<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.

لایه هسته ای از پروتئین های رشته ای میانی به نام لامین تشکیل شده است
لایه هسته ای در پشت غشای هسته ای داخلی قرار دارد و از نظر فیزیکی توسط پروتئین های غشایی یکپارچه به آن متصل می شود.
لایه هسته ای در مونتاژ پوشش هسته ای نقش دارد و می تواند به عنوان پشتیبان فیزیکی آن عمل کند
لایه هسته ای از طریق پروتئین به کروماتین متصل می شود. این ممکن است نقش آن را در همانندسازی و رونویسی DNA تعیین کند
مخمر و برخی دیگر از یوکاریوت های تک سلولی فاقد لایه هسته ای هستند

وجود شبکه ای از رشته های میانی که در پشت غشای هسته ای داخلی قرار دارند، از ویژگی های مشخصه هسته سلول های متازوئن است. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، لامینا به راحتی با ایمونوفلورسانس غیرمستقیم، با استفاده از آنتی بادی های یکی از پروتئین هایی که ترکیب آن را تشکیل می دهد، شناسایی می شود.

در میکروسکوپ الکترونی لامیناشبیه شبکه ای متشکل از فیبرهای جداگانه است. شکل همچنین رشته‌های لایه‌ای نامنظم را نشان می‌دهد که درست در پشت غشای هسته داخلی قرار دارند.

سنجاب ها لایه هسته ای(به نام لامین ها) شبیه پروتئین های کراتین رشته های میانی سیتوپلاسم هستند. مانند کراتین‌ها، آنها را پروتئین‌های رشته‌ای میانی می‌نامند زیرا رشته‌هایی که تشکیل می‌دهند (10-20 نانومتر) از نظر اندازه بین میکروفیلامنت‌های اکتین (7 نانومتر) و میکروتوبول‌ها (25 نانومتر) هستند. یکپارچگی رشته های لایه ای توسط NPC هایی که به آن متصل می شوند، مختل می شود.

همراه با پروتئین های رشته ای میانی، لایه هسته ایهمچنین حاوی مجموعه ای از پروتئین های غشایی انتگرال به نام پروتئین های مرتبط با لایه (LAPs) است. برخی از این پروتئین ها در فعل و انفعالات بین لایه و غشای هسته ای داخلی نقش دارند. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، لایه توسط دو نوع اتصال به غشای هسته داخلی متصل شده است. یک نوع بین پروتئین‌های لایه‌ای و پروتئین‌های انتگرال غشای هسته‌ای تشکیل می‌شود، نوع دیگر زمانی اتفاق می‌افتد که زنجیره پلی‌پپتیدی لایه‌ها با گروه لیپیدی فارنسیل غشای هسته‌ای داخلی تعامل داشته باشد.

آنتی‌بادی‌های پروتئین‌های لایه (جعبه‌دار) برای تجسم لایه هسته‌ای با استفاده از میکروسکوپ فلورسانس استفاده شد.
یک عکس میکروسکوپ الکترونی سبدهای هسته ای مجتمع های منفذ هسته ای (NPCs) و رشته های لایه هسته ای را نشان می دهد.

ژنوم گیاه شامل نمی شود ژن های لامین هسته ایبا این حال، گیاهان حاوی پروتئین های ساختاری دیگری هستند که عملکردهای مشابهی با لایه های سلولی پستانداران انجام می دهند. مخمر (S. cerevisiae و S. pombe) و برخی دیگر از یوکاریوت های تک سلولی حاوی لامین نیستند و بنابراین لامین تشکیل نمی دهند. این با چه چیزی می تواند مرتبط باشد؟

حداقل وجود دارد دو دلیل احتمالی، عدم وجود لایه در موجودات تک سلولی را با تفاوت در اندازه هسته در سلول های مخمر (با قطر حدود 1 میکرومتر) و موجودات چند سلولی (قطر حدود 10 میکرومتر) توضیح می دهد. اولین احتمال این است که سلول‌های مخمر تحت میتوز بسته قرار می‌گیرند، که در آن پوشش هسته‌ای دست نخورده باقی می‌ماند. در مقابل، در سلول های یوکاریوتی چند سلولی، پوشش هسته در ابتدای میتوز از بین می رود. پس از جداسازی کروموزوم ها، یک پوشش هسته ای جدید در اطراف هر مجموعه از کروموزوم ها تشکیل می شود. اعتقاد بر این است که در این زمان لامینا نقش اصلی را در بازسازی سازمان هسته ایفا می کند.

دوم، لایه ممکن است پشتیبانی ساختاری اضافی برای پوشش هسته ای بزرگتر در سلول های متازوئن فراهم کند.

در کنار نقشی که لایه هسته ایدر مونتاژ و نگهداری ساختار هسته ای، برهمکنش آن با کروماتین ممکن است برای تکرار DNA ضروری باشد. شواهدی مبنی بر نقش لایه هسته ای در همانندسازی از آزمایشاتی بدست آمد که در آن کروماتین اسپرم Xenopus laevis به عصاره تخمک اضافه شد. در همان زمان، تشکیل یک غشای هسته ای در اطراف کروماتین مشاهده شد.

اندازه این هسته ها افزایش یافت و تراکم زدایی رخ داد کروموزوم ها، در هسته های اسپرم در حالت متراکم قرار دارد (تراکم زدایی تصویری را که در هنگام لقاح مشاهده می شود ، هنگامی که DNA اسپرم با عوامل خاصی در تخمک ها تعامل می کند ، پنهان می کند). سپس همانندسازی DNA در این هسته ها اتفاق می افتد. لامین های هسته ای و LAP ها به مقدار زیاد در عصاره تخم مرغ یافت می شوند.

پس از حذف لایه از این عصاره ها با استفاده از بی حرکت آنتی بادی هابرای پروتئین های لامینا، تشکیل یک پوشش هسته ای در اطراف کروماتین اسپرم هنوز امکان پذیر است. با این حال، هسته ها کوچک و شکننده هستند و همانندسازی DNA در آنها رخ نمی دهد. این نتایج نشان می دهد که لایه ممکن است نقش مهمی در سازماندهی کروماتین و همانندسازی DNA ایفا کند.

افزایش یافته است شکنندگی سلول با جهش همراه استتاثیر بر پروتئین های رشته میانی جهش در لامینه ها و LAP باعث ایجاد تعدادی از بیماری های ژنتیکی به ویژه بر سیستم عضلانی می شود. این بیماری ها لامینوپاتی نامیده می شوند. ظاهراً تغییرات در لایه، هسته را شکننده و مستعد آسیب می کند. سلول های عضلانی به ویژه در معرض آسیب هستند زیرا زمانی که ماهیچه ها منقبض می شوند، هسته سلولی آنها استرس مکانیکی بیشتری را نسبت به هسته سلولی سایر بافت ها تجربه می کند.

لایه هسته ای با دو نوع اتصال به غشای هسته داخلی متصل می شود. هنگامی که غشای پلاسمایی از اسپرم Xenopus laevis جدا می شود و با عصاره تخم مرغ انکوبه می شود.
کروماتین متراکم می شود و یک پوشش هسته ای فعال در اطراف آن تشکیل می شود.
فلورسانس محلی سازی DNA را تشخیص می دهد.

سرگئی لاوروف گفت: پاره شدن پیمان منع موشک‌های هسته‌ای میان‌برد (INF) خطر درگیری هسته‌ای را افزایش می‌دهد. به گفته رئیس وزارت امور خارجه، روسیه به خروج آمریکا از توافق با ابزارهای نظامی-فنی پاسخ خواهد داد

سرگئی لاوروف (عکس: ولادیمیر استاپکوویچ / ریانووستی)

به گزارش ریانووستی، رئیس وزارت خارجه روسیه در سخنرانی در یکی از دانشگاه‌های پایتخت قرقیزستان درباره تصمیم واشنگتن برای آغاز خروج از معاهده INF اظهار نظر کرد. به گفته وزیر، ما در مورد ظهور عصر جدیدی صحبت می کنیم، زمانی که ایالات متحده "مسیری را برای نابودی کل سیستم کنترل تسلیحات تعیین کرده است."

لاوروف همچنین به برنامه های آمریکا برای ساخت سلاح های هسته ای کم بازده اشاره کرد. به گفته وی، همه اینها آستانه استفاده از سلاح های هسته ای را کاهش می دهد و خطر درگیری را افزایش می دهد.

وزیر روسیه پیشنهاد کرد که نتیجه این حادثه توسعه جنگ سرد و مسابقه تسلیحاتی خواهد بود. با این حال، مسکو به تهدیدهای نوظهور با "وسایل فنی- نظامی" پاسخ خواهد داد.

لاوروف در مورد چشم انداز گفتگوی روسیه و آمریکا در مورد ثبات راهبردی ابراز امیدواری کرد که «ایالات متحده برای درک مسئولیت خود در قبال مشکلات ایجاد شده توسط سیاست هایش، بالغ شود. وزیر امور خارجه گفت: پس خوش آمدید، درها باز است، ما در شرایط مساوی و بر اساس در نظر گرفتن منافع مشروع یکدیگر و نه واهی صحبت خواهیم کرد.

روسیه به اقدامات مقامات آمریکایی پاسخ داد. ولادیمیر پوتین رئیس جمهور روسیه در دیدار با لاوروف و وزیر دفاع سرگئی شویگو از تعلیق مشارکت در این توافق خبر داد. در عین حال، رئیس دولت تاکید کرد که روسیه قصد ندارد وارد یک مسابقه تسلیحاتی شود که برای مسکو هزینه بر است.

دلیل این تصمیم آمریکا موشک کروز 9M729 روسیه بود که با استفاده از پرتابگرهای اسکندر-ام پرتاب می شود. مقامات آمریکایی با متهم کردن روسیه به نقض معاهده INF خواستار تعلیق توسعه این موشک شدند. مسکو این اتهامات را رد می کند. سرگئی لاوروف گفت که طرف آمریکایی در سال 1999، زمانی که ایالات متحده آزمایش هواپیماهای بدون سرنشین جنگی را آغاز کرد، شروع به نقض این معاهده کرد.

پیمان منع موشک های هسته ای میان برد در سال 1987 بین ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی امضا شد. آزمایش، تولید و استقرار موشک های زمینی با برد کوتاه تر (از 500 تا 1 هزار کیلومتر) و متوسط ​​(از 1 هزار تا 5.5 هزار کیلومتر) را ممنوع می کند. طرفین همچنین متعهد شدند که سامانه‌های موشکی مشابهی را که در حال حاضر در خدمت هستند، ظرف سه سال پس از امضای معاهده INF منهدم کنند. خروج از این معاهده به ما اجازه می دهد تا به توسعه و تولید چنین سلاح هایی بازگردیم.

مقدمه. در سال های اخیر، در ارتباط با موفقیت های ژنتیک مولکولی، که منجر به نقشه برداری و شناسایی ژن ها برای تعداد قابل توجهی از بیماری های ارثی تک ژنی شد، مشکلاتی در ایجاد ساختار طبقه بندی آنها شروع شد. به عنوان مثال، جهش در یک ژن می تواند هم منجر به تظاهرات اشکال بالینی یک بیماری با شدت متفاوت (ناهمگنی آللی) و هم به ظهور اشکال nosological تظاهرات بالینی مختلف (به اصطلاح "سری آللی") شود. یکی از گروه‌های بیماری‌های تشکیل دهنده سری آللی، لامینوپاتی است. آنها به دلیل جهش در ژن LMNA ایجاد می شوند که منجر به تغییر در ساختار و عملکرد پروتئین لامین A/C می شود (لامینوپاتی ها بیماری هایی هستند که در نتیجه جهش در ژن های پروتئین لایه هسته ای ایجاد می شوند - به زیر مراجعه کنید).

مشخص است که پوسته هسته های سلولی شامل سه جزء اصلی است (شکل را ببینید): 1 ] غشای خارجی، [ 2 ] غشای داخلی و [ 3 ] لایه نازک هسته ای زیرین لایه هسته ای (lamina: lat. - lamina) است که توسط کمپلکس های پروتئینی تشکیل شده است که شامل گروه های مختلفی از لامین ها (پروتئین های لامین - زیر را ببینید). رشته‌های لامین دایمرهای ابرپیچ‌پیچ موازی را تشکیل می‌دهند، که وقتی پلیمریزه می‌شوند، یک شبکه فیبری در سمت نوکلئوپلاسمی غشای هسته‌ای داخلی تشکیل می‌دهند که به عنوان یک لنگر برای کمپلکس‌های چند پروتئینی غشای هسته‌ای داخلی و خارجی عمل می‌کند (توجه: لامین‌ها متعلق به کلاس 5 هستند. رشته‌های میانی، در تمام سلول‌های یوکاریوتی، یعنی در تمام سلول‌های دارای هسته تشکیل‌شده وجود دارند.

بنابراین، لامین ها پروتئین های ساختاری هستند (دارای جرم 60 - 89 کیلو دالتون)، اجزای لایه هسته ای - یک شبکه پروتئینی که در زیر غشای داخلی هسته قرار دارد و اندازه و شکل آن را تعیین می کند (یعنی در انسجام مکانیکی نقش دارد و برهمکنش پروتئین های اسکلتی هسته ای و سلولی). لایه هسته ای به پوشش هسته ای و سازماندهی منافذ هسته ای استحکام می دهد، در برابر نیروهای تغییر شکل مقاومت می کند و کروماتین را از آسیب فیزیکی محافظت می کند. همانطور که مطالعات در سال های اخیر نشان داده است، لامین ها در کنار انجام یک عملکرد ساختاری، در کنترل تکثیر DNA، سازماندهی کروماتین و در تنظیم بیان ژن، پردازش و آپوپتوز نقش دارند.

همانطور که در بالا ذکر شد، لایه هسته ای از چهار پروتئین لامین تشکیل شده است: A، B1، B2 و C. لامین های B1، B2 (همچنین لامین های نوع B نیز نامیده می شوند) توسط دو ژن LMNB1 و LMNB2 (محلی بر روی کروموزوم های 5q23 و 19q13) کدگذاری می شوند. به ترتیب) و در تمام سلول های جانوران چند سلولی سنتز می شوند. لامین‌های A و C (به‌اصطلاح لامین‌های نوع A [یا لامین A/C]) محصولاتی از پیوند جایگزین یک ژن LMNA هستند (که در اولین کروموزوم 1q21.2-q21.3 و متشکل از 12 اگزون قرار دارند) و در مقادیر قابل مقایسه در بافت های تمایز یافته همه مهره داران، از جمله. شخص

پست را هم بخوانید: نامگذاری کروموزوم انسانی(به وب سایت)

لطفا توجه داشته باشید! تحقیقات در سال‌های اخیر دلیلی برای در نظر گرفتن لامین‌ها به عنوان یکی از پروتئین‌های اصلی در نظر گرفته می‌شود که همزمانی تجزیه و ترمیم غشای هسته‌ای را در طول تقسیم سلولی تضمین می‌کند. نشان داده شده است که در پروفاز تقسیم سلولی، فسفوریلاسیون لامین ها رخ می دهد که منجر به تجزیه آنها می شود که سیگنالی برای تخریب غشای هسته ای است. در مقابل، در تلوفاز، لامین ها دفسفریله می شوند که منجر به تجمع آنها می شود. اعتقاد بر این است که فرآیند رپولاریزاسیون لامین باعث تحریک بازسازی پوشش هسته ای می شود. این توسط داده هایی پشتیبانی می شود که در پروفاز چرخه سلولی، اتصال لامین ها با قطعات غشای هسته ای متلاشی شده حفظ می شود و آنها نوعی "برچسب" برای قطعات غشای هسته ای در طول بازسازی آن هستند.

بنابراین، وظایف اصلی لامین ها عبارتند از: 1 ] 1نقش کلیدی در حفظ شکل و یکپارچگی پوشش هسته ای. [ 2 سازماندهی و توزیع کروماتین منافذ هسته ای. [ 3 سازماندهی فضایی فرآیندهای تکثیر و رونویسی DNA، رویدادهای میتوزی و آپوپتوز. [ 4 ] مشارکت در مسیرهای سیگنالینگ مختلف. [ 5 ] سازمان ژنوم.

جهش های ژن LMNA مسئول ایجاد بیش از ده ها بیماری به نام لامینوپاتی هستند که بر بافت های مختلف هم به صورت ایزوله (عضله اسکلتی و میوکارد، بافت چربی، اعصاب محیطی) و هم به صورت سیستمیک (سندرم پیری زودرس) تأثیر می گذارند. فنوتیپ های همپوشانی نیز ذکر شده است. همراه با تنوع بالینی گسترده، ناهمگنی ژنتیکی مشخص نیز مشخص است.

لطفا توجه داشته باشید! تا به امروز، جهش در ژن LMNA (کدکننده لامین های نوع A [لامین A/C]) به عنوان یک عامل اتیولوژیک 11 نشان داده شده است. ! ) اشکال nosological مستقل شامل پنج گروه از بیماری های ارثی - دیستروفی عضلانی پیشرونده، کاردیومیوپاتی متسع، لیپودیستروفی، نوروپاتی های حسی حرکتی ارثی و سندرم های پیری زودرس. اغلب، جهش در ژن LMNA منجر به آسیب به ماهیچه های اسکلتی، میوکارد و بافت چربی می شود. در عین حال، سندرم های فوق می توانند به دلیل جهش هم در ژن های خود لامین ها و هم در ژن های پروتئین های شریک (SREBP1، emerins) و آنزیم های دخیل در پردازش لامین ها ایجاد شوند.

توجه داشته باشید: MD ED - دیستروفی عضلانی Emery-Dreyfuss; CL MD - دیستروفی عضلانی اندام-کمربند. MD - دیستروفی عضلانی؛ DCM - کاردیومیوپاتی متسع؛ CMP - کاردیومیوپاتی؛ AD - وراثت اتوزومال غالب؛ AR - توارث اتوزومال مغلوب

مکانیسم دقیق توسعه بیماری های مرتبط با لامین هنوز به طور دقیق مورد مطالعه قرار نگرفته است. دو فرضیه اصلی برای توضیح فنوتیپ های پاتولوژیک مشاهده شده غالب هستند: فرضیه ساختاری و فرضیه "بیان ژن". طبق اولی، کمبود لامین یا مونتاژ نادرست پروتئین های لامین جهش یافته منجر به کاهش قدرت لایه هسته ای و افزایش آسیب پذیری هسته و سلول به طور کلی می شود. اول از همه، سلول های در معرض استرس مکانیکی، مانند سلول های عضلانی و کاردیومیوسیت ها، با ایجاد تغییرات دژنراتیو تحت تأثیر قرار می گیرند. فرضیه دوم حاکی از اختلال در رابطه بین لایه هسته ای و عوامل رونویسی است. اخیراً، فرضیه دیگری فرموله شده است که بر اساس آن جهش لامین های A/C یا عدم وجود لامین های نوع A ممکن است مکانیسم سومی از پاتوژنز را تحریک کند - جداسازی موقت (به دلیل اختلال در یکپارچگی غشای هسته) که منجر به تبادل ناکافی می شود. بین اجزای هسته ای و سیتوپلاسمی

اطلاعات بیشتر در مورد بیماری های مرتبط با لامین را در منابع زیر بخوانید:

مقاله “ویژگی های بالینی و ژنتیکی لامینوپاتی ارثی” E.L. دادالی، د.س. بیلوا، I.V. اوگاروف مرکز تحقیقات ژنتیک پزشکی آکادمی علوم پزشکی روسیه، مسکو؛ گروه ژنتیک، دانشکده پزشکی و بیولوژیکی، دانشگاه پزشکی دولتی روسیه، مسکو (مجله «سالنامه‌های عصبی بالینی و تجربی» شماره 4، 2008) [خواندن]؛

مقاله "جهش های ژنی A/C (LMNA) در بیماران مبتلا به کاردیومیوپاتی متسع و تظاهرات فنوتیپی آنها" Vaikhanskaya T.G., Sivitskaya L.N., Danilenko N.G., Kurushko T.V., Davydenko O.G. مرکز علمی و عملی جمهوری خواه "کاردیولوژی"، گروه عملکردی پاتوفیزیولوژی بالینی گردش خون، مینسک، بلاروس؛ مؤسسه علمی دولتی "موسسه ژنتیک و سیتولوژی"، آکادمی ملی علوم، آزمایشگاه وراثت غیر کروموزومی، مینسک، بلاروس (مجله قلب و عروق اوراسیا، شماره 1، 2016) [خواندن]؛

پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم پزشکی "تنوع بالینی و ژنتیکی و تشخیص مولکولی دیستروفی عضلانی Emery-Dreyfus" Adyan Tagui Avetikovna، موسسه بودجه ایالت فدرال "مرکز تحقیقات ژنتیک پزشکی"، مسکو، 2015 [خواندن]؛

ارائه "Progeria - سندرم پروگریا هاچینسون-گیلفورد (HGPS)" S. Kokorin, E. Podkhalyuzina, V. Smirnov; سمینار زیست شناسی مولکولی; 2010/12/25 (bioinformaticsinstitute.ru) [خواندن]؛

مقاله "لیپودیستروفی جزئی خانوادگی (سندرم دانیگان) به دلیل جهش در ژن LMNA: اولین توصیف یک مورد بالینی در روسیه" E.L. سورکینا، م.ف. کلاشنیکوا، G.A. ملنیچنکو، A.N. تولپاکوف؛ گروه غدد درون ریز، دانشکده پزشکی، اولین دانشگاه پزشکی دولتی مسکو به نام. آنها سچنوف" از وزارت بهداشت روسیه، مسکو؛ FSBI "مرکز تحقیقات غدد درون ریز" وزارت بهداشت روسیه، مسکو (مجله "آرشیو درمانی" شماره 3، 2015) [خواندن]

© Laesus De Liro

لایه هسته ای (صفحه هسته ای) یک شبکه پروتئینی فیبریلی سفت و سخت است که توسط پروتئین های لامینین (رشته های میانی) تشکیل شده است که در زیر غشای هسته قرار دارد و از آن حمایت می کند. این یک لایه فیبری از پوشش هسته ای با مجتمع های منفذی است. توسط لایه ای متشکل از رشته های میانی در هم تنیده (لامین ها) که اسکلت کاریوس را تشکیل می دهند به پروتئین های انتگرال متصل می شود. رشته‌هایی از DNA کروموزومی به لایه چسبیده هستند، یعنی. در سازماندهی کروماتین شرکت می کند. پروتئین های مجتمع های منفذی از نظر ساختاری با پروتئین های لایه هسته ای مرتبط هستند که در سازماندهی آنها نقش دارد. بنابراین، لایه نقش بسیار مهمی در حفظ شکل هسته، بسته بندی کروماتین منظم، سازماندهی ساختاری کمپلکس های منافذ و تشکیل کاریولما در حین تقسیم سلولی (تجزیه پوشش هسته در پروفاز و ادغام در تلوفاز) ایفا می کند.

75. کروماتین. کروماتین دانه ها و توده های کوچکی است که در هسته سلول ها یافت می شود و به راحتی رنگ (کروموس) را می پذیرد که نام آن از همین جا آمده است. از نظر شیمیایی، کروماتین از مجموعه‌ای از DNA و پروتئین (شامل RNA نیز می‌باشد) و مربوط به کروموزوم‌هایی است که در هسته اینترفاز با رشته‌های نازک نشان داده می‌شوند و به عنوان ساختارهای جداگانه قابل تشخیص نیستند. کروماتین ماده کروموزوم است. کروماتین از فیبرهای کروماتین تشکیل شده است که می توانند به صورت شل یا فشرده در هسته قرار گیرند. بر این اساس، دو نوع کروماتین متمایز می شود: یوکروماتین - کروماتین سست یا متراکم شده (دیسپیرالیزه)، ضعیف با رنگ های اساسی رنگ آمیزی شده و در میکروسکوپ نوری قابل مشاهده نیست، برای رونویسی در دسترس است. هتروکروماتین کروماتین فشرده یا متراکم (مارپیچ) است، با همان رنگ ها به خوبی رنگ می شود و در زیر میکروسکوپ نوری قابل مشاهده است. هنگامی که یک سلول برای تقسیم (اینترفاز) آماده می شود، مارپیچی شدن فیبرهای کروماتین و تبدیل کروماتین به کروموزوم در هسته اتفاق می افتد. پس از تقسیم، فیبرهای کروماتین در هسته سلول های دختر رها می شوند و کروموزوم ها دوباره به کروماتین تبدیل می شوند. بنابراین کروماتین و کروموزوم فازهای مختلف یک ماده هستند. بنابراین، بر اساس ویژگی های مورفولوژیکی هسته (بر اساس نسبت محتوای eu- و هتروکروماتین)، می توان فعالیت فرآیندهای رونویسی را ارزیابی کرد (عملکرد سنتزی سلول وقتی افزایش می یابد، این نسبت تغییر می کند). به نفع یوکروماتین، و بالعکس، زمانی که عملکرد هسته به طور کامل سرکوب می شود (به عنوان مثال، در سلول های آسیب دیده و در حال مرگ، با کراتینه شدن اپیتلیوم)، اندازه آن کاهش می یابد، فقط حاوی هتروکروماتین است و به شدت با رنگ های اساسی رنگ آمیزی می شود. به طور مساوی این پدیده کاریوپیکنوزیس است. توزیع هتروکروماتین و نسبت محتوای یو و هتروکروماتین مشخصه سلول های هر نوع است که امکان شناسایی آنها را فراهم می کند. در همان زمان، الگوهای عمومی توزیع هتروکروماتین در هسته وجود دارد: تجمعات آن در زیر کاریولما، در ناحیه منافذ (به دلیل ارتباط آن با لایه) و اطراف هسته قطع می شود. توده های کوچکتر در سراسر هسته پراکنده شده اند. بدن بار تجمعی از هتروکروماتین مربوط به یک کروموزوم X در زنان است که در فاز اینترفاز پیچ خورده و غیرفعال است. در بیشتر سلول ها در نزدیکی کاریولما قرار دارد و در گرانولوسیت های خون مانند یک لوب کوچک اضافی هسته ("میله تمپان") به نظر می رسد. تشخیص اجسام نوار (معمولا در سلول های اپیتلیال مخاط دهان) به عنوان یک آزمایش تشخیصی برای تعیین جنسیت ژنتیکی استفاده می شود.

76. کروماتین منتشر و متراکم (eu- و heterochromatin).

کروماتین دانه ها و توده های کوچکی است که در هسته سلول ها یافت می شود و به راحتی رنگ (کروموس) را می پذیرد که نام آن از همین جا آمده است. از نظر شیمیایی، کروماتین از مجموعه‌ای از DNA، RNA و پروتئین تشکیل شده است که DNA در درجات مختلفی از تراکم است و مربوط به کروموزوم‌هایی است که در هسته بین فاز با رشته‌های نازک نشان داده می‌شوند و به عنوان ساختارهای جداگانه قابل تشخیص نیستند. کروماتین ماده کروموزوم است. کروماتین از فیبرهای کروماتین تشکیل شده است که می توانند به صورت شل یا فشرده در هسته قرار گیرند. بر این اساس، دو نوع کروماتین متمایز می شود: یوکروماتین - کروماتین سست یا متراکم شده (دیسپیرالیزه)، ضعیف با رنگ های اساسی رنگ آمیزی شده و در میکروسکوپ نوری قابل مشاهده نیست، برای رونویسی در دسترس است. هتروکروماتین کروماتین فشرده یا متراکم (مارپیچ) است، با همان رنگ ها به خوبی رنگ می شود و در زیر میکروسکوپ نوری قابل مشاهده است. هنگامی که یک سلول برای تقسیم (اینترفاز) آماده می شود، مارپیچی شدن فیبرهای کروماتین و تبدیل کروماتین به کروموزوم در هسته اتفاق می افتد. پس از تقسیم، فیبرهای کروماتین در هسته سلول های دختر رها می شوند و کروموزوم ها دوباره به کروماتین تبدیل می شوند. بنابراین کروماتین و کروموزوم فازهای مختلف یک ماده هستند. بنابراین، بر اساس ویژگی های مورفولوژیکی هسته (بر اساس نسبت محتوای eu- و هتروکروماتین)، می توان فعالیت فرآیندهای رونویسی را ارزیابی کرد (عملکرد سنتزی سلول وقتی افزایش می یابد، این نسبت تغییر می کند). به نفع یوکروماتین، و بالعکس، زمانی که عملکرد هسته به طور کامل سرکوب می شود (به عنوان مثال، در سلول های آسیب دیده و در حال مرگ، با کراتینه شدن اپیتلیوم)، اندازه آن کاهش می یابد، فقط حاوی هتروکروماتین است و به شدت با رنگ های اساسی رنگ آمیزی می شود. به طور مساوی این پدیده کاریوپیکنوزیس است. توزیع هتروکروماتین و نسبت محتوای یو و هتروکروماتین مشخصه سلول های هر نوع است که امکان شناسایی آنها را فراهم می کند. در عین حال، الگوهای کلی توزیع هتروکروماتین در هسته وجود دارد: تجمعات آن در زیر کاریولما، در ناحیه منافذ (به دلیل ارتباط آن با لایه) و اطراف هسته (دو هسته) قطع شده است. توده های کوچکتر در سراسر هسته پراکنده شده اند. بدن بار تجمعی از هتروکروماتین مربوط به یک کروموزوم X در زنان است که در فاز اینترفاز پیچ خورده و غیرفعال است. در بیشتر سلول ها در نزدیکی کاریولما قرار دارد و در گرانولوسیت های خون مانند یک لوب کوچک اضافی هسته ("میله تمپان") به نظر می رسد. تشخیص اجسام نوار (معمولاً در سلول های اپیتلیال مخاط دهان) به عنوان یک آزمایش تشخیصی برای تعیین جنسیت ژنتیکی استفاده می شود.