2 курс / Нормальная физиология / XXIV_съезд_физиологического_общества_им_И_П_Павлова

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

Сателлитный симпозиум. Механобиология и молекулярная патология мышц

РОЛЬ НАРУШЕНИЙ МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГОМЕОСТАЗА ПРИ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТЫХ И НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ПАТОЛОГИЯХ. ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ КОРРЕКЦИИ

Белослудцева Н. В.1*, Белослудцев К. Н.1,2, Миронова Г. Д.1

1ФГБУН Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, г. Пущино 2ФГБУ ВО «Марийский государственный университет», г. Йошкар-Ола

*e-mail: nata.imagination@gmail.com

Митохондрии являются пластичными органеллами, способными к динамическим изменениям своей морфологии и функционирования в ответ на изменения метаболической активности клетки. Митохондриальный гомеостаз необходим для поддержания нормального функционирования и выживания клеток, особенно таких энергозатратных, как нейроны и кардиомиоциты. Накапливающиеся данные свидетельствуют о том, что нарушение структуры

ифункции митохондрий и сопутствующее развитие окислительного стресса может привести ко многим заболеваниям, включая такие социально-значимые как сердечно-сосудистые, нейродегенеративные и метаболические нарушения.

Вработе обсуждаются жизненно важные митохондриальные гомеостатические процессы и их роль в патогенезе сахарного диабета, кардиомиопатии и заболевании двигательных нейронов. К ним относятся митохондриальный ионный (прежде всего, кальциевый) гомеостаз, митохондриальная динамика (процессы слияния и деления), митофагия, митохондриальный биогенез, синтез АТФ и редокс-баланс. Наши данные указываю на то, что применение подходов на основе регуляторов митохондриального ионного транспорта, кальций-зависимой белковой поры

иокислительного стресса могут является перспективными для коррекции патологий сердца и головного мозга, связанных с нарушениями митохондриального гомеостаза. Мы обнаружили, что нацеливание на компоненты митохондриальной поры и АТФ-зависимого калиевого канала с помощью фармакологических и метаболических средств (алиспоривира, дефлазакорта, уридина) может оказывать кардиопротекторное действие в моделях изопреналин-ин- дуцированного повреждения и экспериментального диабета у животных (Belosludtseva et al., 2021; 2022).

Известно, что гибель мотонейронов при боковом амиотрофическом склерозе (БАС) приводит к прогрессирующей мышечной атрофии и последующему параличу мускулатуры тела. Помимо накопленных данных, указывающих на важность нарушений в рибостазе и протеостазе при БАС, недавние исследования указывают на развитие дефектов в структуре и функциях митохондрий. Это сопровождается нарушением энергетического метаболизма, которое является распространенным и тяжелым симптомом БАС. В модели БАС на основе SOD1-трансгенных мышей (линия B6SJLTg(SOD1-G93A)dl1Gur/J), мы провели комплексный анализпрогрессирования митохондриальной дисфункциивтканяхголовногомозгаискелетноймускулатурыживотныхпомереразвитияпатологии.Полученные данные могут прояснить многофакторность патогенеза БАС.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 23 25 00286.

ПОВЫШЕННАЯ ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ ГИГАНТСКИХ МЫШЕЧНЫХ БЕЛКОВ В ПЕРИОД ГИБЕРНАЦИИ – ​ВАЖНАЯ СТРАТЕГИЯ ЗИМОСПЯЩИХ

Вихлянцев И. М.1,2*, Грицына Ю. В.1, Попова С. С.1, Михайлова Г. З.1, Бобылева Л. Г.1, Захарова Н. М.3

1Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, г. Пущино 2Институт фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета, г. Казань

3Институт биофизики клетки РАН – ​обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федеральный исследовательский центр «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук», г. Пущино

*e-mail: ivanvikhlyantsev@gmail.com

Зимняя спячка (гибернация) – ​это совокупность поведенческих, физиологических, клеточных и молекулярных стратегий, позволяющих млекопитающим выживать в суровых условиях окружающей среды (Mohr et al., 2020). Исследования, проведенные в последние годы, выявили дифференциально экспрессирующиеся гены в мышцах зимоспящих, что свидетельствует о молекулярно-генетических механизмах, регулирующих сезонные изменения активности многих сигнальных путей, ответственных, в том числе, за синтез и протеолитическую деградацию мышечных белков (Mugahid et al., 2019). В данной работе исследованы сезонные изменения содержания мРНК двух гигантских мышечных белков титина и обскурина в трех скелетных мышцах (m. soleus, содержит преимущественно волокна, экспрессирующие «медленную» изоформу I ТЦМ; m. gastrocnemius, содержит преимущественно волокна, экспрессирующие «быстрые» изоформы II ТЦМ; m. longissimus dorsi, содержит оба типа волокон), а также в сердечной мышце у длиннохвостого суслика Urocitellus undulatus. Эксперименты проводились на животных, находя-

591

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

щихся в состояниях: «летней» активности (май–июль, сезонный контроль); «осенней» активности (октябрь–первая половина ноября); гипотермии (декабрь–март); «зимней» активности (периодически повторяющиеся временные промежутки (не более суток) между периодами гипотермии). Количество животных для каждой группы – n​ = 5. Обнаружено увеличение содержания мРНК титина в 2.2 4.0 раза (p≤0.01) и мРНК обскурина в 3 4 раза (p≤0.01) в m. gastrocnemiusиm.longissimusdorsiсусликовизгруппспячка(гипотермия)и«зимняя»активность.Вm.soleusдлиннохвостого суслика содержание мРНК титина и обскурина было константным на протяжении всего годового цикла. В миокарде сусликов также не было выявлено сезонных изменений в содержании мРНК титина, однако содержание мРНК обскурина было повышено в 3.4 3.6 раза (p≤0.01) в трех экспериментальных группах: «осенняя» активность, спячка, «зимняя» активность. Полученные результаты свидетельствуют об активации в период гибернационного сезона генов титина и обскурина – гигантских​ белков, участвующих в формировании и поддержании высокоупорядоченной структуры миофибрилл, целостности сарколеммы и мышцы в целом, а также играющих важную роль в регуляции процессов внутриклеточной сигнализации.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20 04 00204).

НАРУШЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО ПЕРЕПРОГРАММИРОВАНИЯ В ХОДЕ МИОГЕНЕЗА ВЫЗЫВАЕТ НАРУШЕНИЯ РАЗВИТИЯ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ ПРИ СИНДРОМЕ ДАННИГАНА АССОЦИИРОВАННОГО С МУТАЦИЕЙ LMNA-R482L

Дмитриева Р. И.1,2*, Иванова О. А.2, Игнатьева Е. В.1,2, Сорокина М. Ю.1,2, Костарева А. А.1,2

1ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России, г. Санкт-Петербург 2 Научный центр мирового уровня «Центр персонализированной медицины», г. Санкт-Петербург

*e-mail: renata.i.dmitrieva@gmail.com

Семейная частичная липодистрофия второго типа (синдром Даннигана) – редкое​ заболевание, сопровождающееся тяжелыми нарушениями метаболизма, вызванное мутациями в гене LMNA. Для синдрома Даннигана характерны осложнения со стороны сердечно-сосудистой системы и скелетной мускулатуры. Известно, что процессы дифференцировки и регенерации скелетной мускулатуры сопровождаются метаболическим репрограммированием; однако, молекулярные механизмы, лежащие в основе нарушений структуры и метаболизма мышечной ткани при этом заболевании, остаются неизученными. Для выявления этих механизмов мы использовали экспериментальную клеточную модель на основе линии миобластов мыши С2С12. Для модификации генома миобластов применили трансдукцию лентивирусными векторами, несущими ламин А человека дикого типа (WT) и ламин с мутацией R482L, ассоциированной с синдром Даннигана. Миогенную дифференцировку полученных линий стимулировали с использованием стандартных методик. Секвенирование транскриптома проводили на разных этапах миогенеза. Анализ экспрессии генов, специфичных для каждой субпопуляции миобластов был выполнен с использованием технологии секвенирования РНК одиночных клеток (10X Genomics). Уровень АФК измеряли с использованием 2›,7›-дихлордигидрофлуоресцеина. Клеточную биоэнергетику оценивали с использованием технологии SeaHorse. Уровни глутатиона (GSH) миобластах C2C12, экспрессирующих LMNA-WT и LMNA-R482L, измеряли с использованием системы Image ExFluorer и прижизненного красителя FreSHtracer. Нами было показано, что в миобластах LMNA-R482L был повышен уровень внутриклеточных АФК, что сопровождалось активацией глутатионовой системы антиоксидантной защиты. Метаболическое перепрограммирование в ходе дифференцировки LMNA-R482L былонарушено:запаснаядыхательнаяёмкостьснижалась,какисопряжениемеждусубстратнымокислениемипроизводительностью цепи переноса электронов. Анализ данных секвенирования РНК единичных миобластов выявил 6 клеточных популяций; 2 из них в основном были представлены в клетках LMNA-R482L. Мы обнаружили, что клетки этих кластеров экспрессировали гены, ассоциированные с активацией антиоксидантной защиты, что может быть причиной развития метаболических нарушений и патологических изменений программы дифференцировки миобластов. Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что нарушение механизмов метаболического перепрограммирования в ходе миогенеза вызывает нарушения роста и регенерации мышечной ткани при синдроме Даннигана ассоциированного с мутацией LMNA-R482L.

Работа выполнена при поддержке гранта Минобрнауки России № 075 15 2022 301.

ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИЯ КАК ФАКТОР КОРРЕКЦИИ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ КЛЕТОЧНОЙ КУЛЬТУРЫ С2С12

Дьякова Е. Ю.*, Милованова К. Г., Черных А. Е., Попкова И. А., Шипилов В. А., Анферова Л. Е., Филина А. И.

Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск

*e-mail: adyakova@yandex.ru

Введение. По оценкам Международной федерации диабета 537 миллионов взрослых (20 79 лет) живут с диабетом. Основным патогенетическим механизмом сахарного диабета II типа является формирование инсулинорези-

592

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

стентности. Данное состояние формируется на фоне ожирения, возрастных изменений и сниженной двигательной активности. Доказано, что физические нагрузки улучшают состояние организма при данной патологии. Целью данной работы было исследование влияния электростимуляции на содержание в клеточной культуре С2С12 протеинкиназы pAkt, отражающего функционирование глюкозтранспортирующей системы.

Методыисследования.ОбъектомисследованияслужилаклеточнаякультурамиобластовмышиС2С12.Клетки высевались в шестилуночные планшеты (16 штук), затем подвергались дифференцировке. После того, как клетки были продифференцированы, планшеты случайным образом были разделены на 2 группы: экспериментальную (ЭГ, 48 лунок, в которых среда замещалась на дифференцировочную среду на 2 дня, содержащую 25 мМ глюкозы)

иконтрольную (КГ, 48 лунок, в которые была добавлена дифференцировочная среда на 2 дня с 5,5 мМ глюкозы

иманнитолом).

После этого клеточная культура подвергалась методу serum starvation – ​сывороточное голодание, после чего электростимуляции (модель физической нагрузки) в течение 2, 6 и 24 ч. После завершения электростимуляции в половину лунок в каждой подгруппе добавляли 10 нм инсулина, а в другую половину лунок – ​аналогичное количество сыворотки и помещали планшеты в инкубатор на 30 мин. Затем промывали PBS и замораживали в жидком азоте.

СодержаниефосфорилированнойформыпротеинкиназыpAkTопределялиметодомвестерн-блотсприменени- ем специфических антител anti-pAkT (ser427).

Результаты. В образцах ЭГ определялось пониженное содержание pAkT. Электростимуляция в течение 2 и 6 часов способствовала увеличению концентрации данного фермента. При 24-часовой стимуляции наблюдалось снижение прироста pAkT. В образцах с добавлением инсулина в обеих группах (ЭГ и КГ) содержание pAkt увеличивалось.

Заключение. Таким образом, электростимуляция в течение 2 и 6 часов способствовала восстановлению функции клетки поглощать глюкозу.

Финансовая поддержка: исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках научного проекта № 19 15 00118.

МЕХАНОУПРАВЛЯЕМЫЕ ИОННЫЕ КАНАЛЫ КЛЕТОК СЕРДЦА, ИХ РЕГУЛЯЦИЯ И РОЛЬ В НОРМЕ И ПАТОЛОГИИ

Камкин А. Г.*

Российский национальный исследовательский медицинский Университет им. Н. И. Пирогова Минздрава РФ, г. Москва

*e-mail: andre.gleb.kamkin@gmail.com

Исследование механизмов механоэлектрической обратной связи в сердце, лежащей в основе его работы в норме и патологии, вышло на уровень изучения механоуправляемых (MGCs) и механосенситивных (MSCs) каналов

итоков клеток сердца. В исследованиях на свежеизолированных клетках применяли секвенирование РНК-транс- криптома (RNA-seqtechnique)итехнологию patch-clampв конфигурации whole-cell,апри исследовании ткани серд- ца – ​метод фиксации тока (current clamp). Работы выполняли на сердцах мышей, крыс, морских свинок и человека. Из известного количества MGCs семейства TRP были обнаружены транскрипты РНК катион неселективных кана-

лов TRPM7, TRPP1, TRPP2, Piezo1, TMEM63A, TMEM63B и калиевых MSCs TREK 1, Kir6.1, Kir6.2, Kv1.2, Kv1.5, Kv7.1. Обнаружены Cav MSCs, например, Cav1.2 и Cav1.3, а среди Nav – Nav1​.5. Именно эти MGCs и MSCs опре-

деляют механоиндуцированные токи в клетках сердца, что вызывает формирование механоиндуцированных потенциалов. В норме растяжение ткани сердца вызывает некоторую деполяризацию кардиомиоцитов и гиперполяризацию фибробластов. Благодаря наличию коннексонов между ними может происходить выравнивание потенциала. Однако в патологических условиях наблюдается выраженная экспрессия MGCs и MSCs. При этом, даже небольшое растяжение ткани сердца вызывает существенное, но противоположное изменение потенциалов у кардиомиоцитов

ифибробластов. В большинстве случаев это не ведет к фатальным последствиям, поскольку параллельно между кардиомиоцитами и фибробластами экспрессируются коннексины (например, Сх43) и происходит выравнивание потенциалов клеток. При нарушении проводимости коннексонов выравнивания потенциалов не происходит, что приводит,например,каритмиямвплотьдофибрилляции.Вместестем,работаMGCsиMSCsнаходитсяподконтролем ряда вторичных мессенджеров и, прежде всего, оксида азота NO. В отсутствии NO, например, при дисфункции NO-синтаз, MGCs и MSCs вообще не работают, как, впрочем, и при избытке NO. Мы показали, что соединения, ингибирующие S-нитрозилирование каналов, блокируют их работу, а активаторы sGC могут лежать в основе создания спектра фармакологических препаратов.

Финансовая поддержка: государственные задания Минздрава РФ № АААА-А18 118051590121 0, № 121052800049 0.

593

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

ЭФФЕКТЫ ПРИНУДИТЕЛЬНЫХ БЕГОВЫХ НАГРУЗОК У МЫШЕЙ С МОДЕЛЬЮ САХАРНОГО ДИАБЕТА II ТИПА

Капилевич Л. В.*, Захарова А. Н., Милованова К. Г., Орлова А. А., Коллантай О. В., Шувалов И. Ю., Чибалин А. В.

Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск

*e-mail: kapil@yandex.ru

Введение: изучалось влияние принудительных беговых нагрузок на массу тела, показатели метаболизма и содержание миокинов в мышечной такни у мышей с моделью сахарного диабета II типа.

Методы исследования. Для формирования модели заболевания использовалась высокожировая диета, физические нагрузки в виде принудительного бега проводились в течение 4-х недель. Содержание глюкозы и инсулина вплазмеопределялосьбиохимически,глют 4,цитратсинтаза,оксфосимиокинывмышечнойтканиm.gastrocnemius определялась методом вестерн-блотинга.

Результаты: Принудительные физические нагрузки способствуют нормализации углеводного обмена и инволюции изменений, характерных для диабета II типа. Эффекты физических нагрузок у мышей с моделью сахарного диабета II типа по-разному проявляются в различных возрастных группах. У молодых животных более выражен эф- фектпринудительногобеганамассутела,тогдакакувозрастных – ​наскоростьпоглощенияглюкозы.Эффектыфизи- ческих нагрузок так же зависят от времени суток. Применение активности в светлое время суток, а также шифт-ре- жим, оказывают больший эффект. У молодых мышей тренировка в утреннее время оказала значительное влияние на увеличение содержания ГЛЮТ 4 в мышечной ткани. У возрастных мышей попеременный режим оказал влияние на увеличение уровня ГЛЮТ 4 в мышечной ткани. В группе возрастным мышей отмечен более низкий уровень цитратсинтазы во всех группах в сравнении с молодыми мышами. Также следует отметить, что у молодых мышей выявлено ее увеличение на фоне физической нагрузки, особенно при утренних тренировках, тогда как у возрастных мышей произошло снижение данного показателя, По показателям системы OXPHOS отмечены разнонаправленные реакции. Однако, следует подчеркнуть наиболее значительное влияние вечернего и попеременного режима тренировки. Тренировка на беговой дорожке вызывала разнонаправленные изменения концентрации миокинов в мышечной ткани. Содержание ИЛ 6 изменилось наиболее существенно. Влияние физической нагрузки на содержание ИЛ 15 в ткани скелетных мышц наблюдалось преимущественно у 48-недельных мышей. У 20-недельных животных физическая нагрузка приводила к повышению концентрации ЛИФ в мышечной ткани при применении в рамках обучения в темновую фазу или по сменной схеме обучения. Доказано, что механизм выявленных изменений связан с одним из основных патогенетических факторов диабета – ​жировая диета у мышей сопровождается снижением содержания ГЛЮТ 4 в мышечной ткани, а принудительные физические нагрузки – ​напротив, его увеличением.

Заключение. Полученные результаты раскрывают перспективный путь воздействия на процессы метаболизма как на клеточном, так и на системном уровне, что весьма актуально для поиска новых путей коррекции метаболических расстройств при сахарном диабете второго типа.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 19 15 00118.

МЕХАНО-АНАБОЛИЧЕСКОЕ СОПРЯЖЕНИЕ В СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦАХ: РОЛЬ МЕХАНО-АКТИВИРУЕМЫХ ИОННЫХ КАНАЛОВ

Мирзоев Т. М.*, Тыганов С. А., Шенкман Б. С.

ГНЦ РФ – ​ИМБП РАН, г. Москва

*e-mail: tmirzoev@yandex.ru

Механическая нагрузка per se, испытываемая мышцей, способна активировать в мышечных волокнах анаболические сигнальные пути и смещать протеостаз в сторону усиления синтеза белка (механо-анаболическое сопряжение). Волокна скелетных мышц обладают специальными механосенсорными структурами, которые воспринимают механическое напряжение и преобразуют его в биохимические каскады, регулирующие различные физиологические процессы в клетке (механотрансдукция). Ведущая роль в этом процессе принадлежит механо-активируемым (МА) каналам, активация которых инициируется деформацией сарколеммы. Однако роль данных каналов в реализации анаболического сигнала в ответ на механические стимулы в скелетных мышцах млекопитающих является малоисследованной. Цель доклада состоит в представлении результатов исследований о потенциальном вкладе МА каналов в регуляцию внутриклеточных анаболических процессов в камбаловидной мышце (m. soleus) крысы.

Используя различные физиологические подходы (функциональная разгрузка, восстановление после разгрузки, эксцентрические сокращения и пассивное растяжение изолированных мышц) и биохимические методы (иммуноблоттинг, метод SUnSET) был проанализирован вклад МА каналов в регуляцию анаболических процессов в m. soleus крысы.

Фосфорилирование мишенейTORC1 и прирост синтеза белка в изолированной m. soleus в ответ механическую стимуляцию были меньше после функциональной разгрузки по сравнению с контрольными мышцами. При добав-

594

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

ленииGdCl3 (ингибиторМАканалов)всредусизолированнойm.soleusпослепериодаразгрузкинаблюдалосьтакое же снижение активности анаболических маркеров и синтеза белка в ответ на механический сигнал, как и в случае с атрофированной мышцей без добавления GdCl3. Введение GdCl3 во время острого периода восстановления после разгрузки предотвращало повышение интенсивности белкового синтеза, а также активацию mTORC1. Инкубация m. soleus сYoda1 (активатор каналов Piezo1) на фоне пассивных растяжений привела к снижению механо-зависимо- го фосфорилирования p70S6K, rpS6 и 4E-BP1.

Выводы: 1) снижение анаболического ответа в атрофированной мышце при механической стимуляции отчасти связано с инактивацией МА каналов; 2) нормальное функционирование МА каналов необходимо для полной активации анаболических процессов в m. soleus крысы во время реадаптации после разгрузки; 3) каналы Piezo1, по-ви- димому, не участвуют в механо-анаболическом сопряжении в m. soleus крысы.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 22 75 10046.

ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ ГУАНИЛАТЦИКЛАЗА (SGC), АКТИВИРОВАННАЯ ПО NO-ЗАВИСИМОМУ И NO-НЕЗАВИСИМОМУ ПУТЯМ, РЕГУЛИРУЕТ РАБОТУ МЕХАНОУПРАВЛЯЕМЫХ КАНАЛОВ КАРДИОМИОЦИТОВ ЖЕЛУДОЧКОВ СЕРДЦА КРЫС

Митрохин В. М.*, Биличенко А. С., Казанский В. Е., Камкина О. В., Камкин А. Г.

Российский национальный исследовательский медицинский Университет им. Н. И. Пирогова Минздрава РФ, г. Москва

*e-mail: vmitrohin@gmail.com

НаличиеNOвкардиомиоцитахявляетсяопределяющимдляработымеханоуправляемыхканалов(MGCs)ивозникновения связанных с ними токов (IMGC). При дисфункции NO-синтаз или при избытке NO MGCs не работают. МыизучалирегуляциюработыMGCsприактивацииsGCпоNO-зависимомуиNO-независимомупутям.Висследо- ваниях на свежеизолированных кардиомиоцитах желудочков крыс применяли секвенирование РНК-транскриптома (RNA-seq technique) и технологию patch-clamp в конфигурации whole-cell. Присутствие транскриптов РНК было показано для NOS1/nNOS (2.33±1.86), NOS2/iNOS (28.33±4.91) и NOS3/eNOS (71.67±13.02). Донор NO SNAP ак-

тивирует β-субъединицу sGС и запускает NO-зависимый путь cGMP-PKG или индуцирует S-нитрозилирование MGCs. Введение в среду 200 µmol/l SNAP вызывает у нерастянутой клетки такой же ток, как и при ее растяжении на 6 мкм. Но на фоне растянутой на 6 мкм клетки SNAP устраняет IMGC. BAY41 2272 (10 µmol/l), действующий на NO-независимый центр связывания в α1-субъединице sGС, устраняет IMGC, а дополнительное введение SNAP еще уменьшает IMGC. Специфический блокатор sGC ODQ (5 10 µmol/l) устраняет IMGC и еще уменьшает ток,

адополнительное введение SNAP его увеличивает, но не до контрольных значений. Ингибитор cGMP-зависимой протеинкиназы KT5823 (1 μmol/l) увеличивал IMGC с последующим его ингибированием, а введенный дополнительно SNAP еще в большей степени ингибировал IMGC. Аналог cGMP – 8​-bromo-cGMP (200 μmol/l) ингибировал IMGC, а дополнительное введение SNAP на фоне продолжающегося растяжения клетки еще в большей степени ингибировало IMGC так, что его значения становились меньше исходных. Наконец, ингибитор S-нитрозилирова- ния каналов – ascorbic​ acid (1 и 10 µmol/l) полностью устраняет IMGC, вызванный растяжением кардиомиоцитов,

адополнительно введенный SNAP не оказывает влияния. Результаты демонстрируют существенный вклад S-ни- трозилирования в регуляцию работы MGCs, хотя путь sGC–cGMP–PKG также играет роль в работе каналов, но, по-видимому, с некоторой временной задержкой.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 16 14 10372, государственное задание МЗ РФ № 121052800049 0.

ВЛИЯНИЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ СЕРДЕЧНОГО МИОЗИН-СВЯЗЫВАЮЩЕГО БЕЛКА-С НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ОДИНОЧНОГО АКТИН-МИОЗИНОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Набиев С. Р.1*, Никитина Л. В.1, Матюшенко А. М.2, Бершицкий С. Ю.1

1Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, г. Екатеринбург 2ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологий» РАН, Институт биохимии

им. А. Н. Баха, г. Москва

*e-mail: s.nabiev@iip.uran.ru

Сердечныймиозин-связывающийбелок-С(cMyBP-C),располагающийсявС-зонесаркомера(Craig,Offer,1976; Luther et al., 2011), может влиять на кальциевую регуляцию сокращения мышечных клеток (Mun et al., 2014; Wang et al., 2018). Человеческий сердечный миозин-связывающий белок-С состоит из имуноглобулин- и фибронектин-по- добных доменов (С0-С10) с M-мотивом между доменами С1 и С2, с тремя сайтами фосфорилирования (Ser275, Ser284 и Ser304). В норме cMyBP-C высоко фосфорилирован, а при гипертрофической кардиомиопатии степень фосфорилирования существенно снижена (Sadayappan et al., 2005). Целью работы было изучить влияние фосфо-

595

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

рилирования cMyBP-C на характеристики взаимодействия сократительных белков на уровне одиночных молекул. Мы измерили рабочий шаг и длительность взаимодействия сердечного миозина из левого желудочка свиньи

сактиновой нитью с помощью оптической ловушки. В проточной экспериментальной ячейке собирали измерительный зонд (Finer с соавт., 1994), состоящий из двух полистироловых шариков, удерживаемых в фокусах двух лазерных лучей и растянутой между ними актиновой нити. Такой зонд размещали над пьедесталом, покрытым одиночными молекулами миозина, и сканировали его поверхность в поисках событий – ​присоединений молекулы миозина к актиновой нити. Мы исследовали влияние нефосфорилированного и псевдофосфорилированных (S304D и S275D/ S284D) фрагментов С0-С2 белка С, в которых естественное фосфорилирование иммитировали заменой серина на аспарагиновую кислоту. Исследуемые фрагменты С0-С2 добавляли в проточную ячейку в концентрации в пять раз превышающей концентрацию загружаемого сердечного миозина, чтобы гарантированно обеспечить каждую молекулу миозина, взаимодействующую с актиновой нитью измерительного зонда фрагментом белка-С. Эксперимент проводили при температуре 30 °C и концентрации АТФ 2 мкМ.

Мы выяснили, что как фосфорилированные, так и нефосфорилированные фрагменты белка-С не влияли на размер рабочего шага миозина. Фосфорилированные фрагменты белка-С значимо, почти вдвое, увеличивали время взаимодействия сократительных белков по сравнению с нефосфорилированным фрагментом или в его отсутствие.

Таким образом, фосфорилирование cMyBP-C замедляет цикл работы молекул миозина при взаимодействии

сактином и может являться одним из возможных механизмов регуляции взаимодействия сократительных белков на молекулярном уровне.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 22 14 00174.

ИЗМЕНЕНИЕ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА АУТОФАГИИ В МЫШЕЧНЫХ КЛЕТКАХ ЛИНИИ С2С12 ПРИ НАЛИЧИИ ПАТОГЕННЫХ МУТАЦИЙ ГЕНА DES

Сухарева К. С.1*, Смолина Н. А.1, Чуркина А. И.1, Калугина К. К.1, Жук С. В.1, Худяков А. А.1, Ходот А. А.1, Костарева А. А.1,2

1ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России, г. СанктПетербург

2Karolinska University Hospital, Karolinska Institutet, Department of Women’s and Children’s 14 Health, Stockholm,

Sweden

*email: k.sukhareva@gmail.com

Десмин является основным промежуточным филаментом поперечно-полосатых и гладкомышечных клеток

ииграет решающую роль в поддержании стабильности мышечного волокна во время циклов сокращения и расслабления. Десмин также выполняет транспортную функцию для различных путей передачи сигналов и клеточного гомеостаза, включая аутофагию. Нарушение структуры белков Z-диска негативно влияет на динамику процесса аутофагии, в частности на селективную аутофагию опосредованную шаперонами (CASA). Будучи одним из ключевых компонентов области Z-диска, десмин участвует в регуляции процесса аутофагии.

Вданномисследованиимысосредоточилисьнаизменениидинамикипроцессааутофагиивмышечныхклетках,

экспрессирующих различные мутации гена Des (DesS12F, DesA357P, DesL345P, DesL370P и DesD399Y). Динами-

ка процесса аутофагии оценивалась методами вестерн-блоттинг, иммуноцитохимия, секвенирование РНК и подход shRNAна ген Bag3.

Результаты показали, что эффект мутаций Des на динамику процесса аутофагии является специфичным для каждой мутации, преимущественно затрагивая либо стадию созревания аутофагосомы, либо процессы деградации

ирециркуляции. Агрегатные мутации десмина приводят к активации базального уровня аутофагии, в то время как ингибирование CASA путем подавления Bag3 способствует накоплению агрегатов десмина. Данные РНК секвенирования такжеподтвердили наиболеевыраженный эффект нааутофагию мутацийDesL345P,DesL370PиDesD399Y. Подавление CASA сопровождается снижением экспрессии Vdac2 и Vps4a и повышением регуляции Lamp, Pink1

иPrkn.

По результатам исследования мы выявили, что динамика процесса аутофагии на базальном уровне увеличена в мышечных клетках. Мы определили, что мутации Des влияют на динамику аутофагии специфичным для мутации образом. Более того, для каждой изученной мутации Des был описан характер изменения процесса аутофагии и определена конкретная стадия нарушения аутофагии. Подавление CASAпозволило доказать ключевую роль аутофагиивпроцессеутилизациибелковыхагрегатоввмышечныхклетках.Крометого,быливыявленыключевыегены: Vdac2, Vps4a, Lamp, Pink1 и Prkn, участвующие в белковом гомеостазе в клетках C2C12 при наличии мутаций Des.

Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 20 15 00217-П.

596

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

АВТОРСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ

597

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

598

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

599

XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова

600

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/