23 февраля 2020, воскресенье, 05:25
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

19 декабря 2017, 10:00

Эритроциты оленей

Благородный олень
Благородный олень

Специалист по молекулярной биологии Тобиас Варнеке (Tobias Warnecke), работающий в Национальном институте медицинских исследований в Лондоне, и его коллеги сумели ответить на вопрос, волновавший ученых 170 лет: почему у ряда видов оленей эритроциты – красные клетки крови – имеют нестандартную форму.

Обычно эритроциты млекопитающих имеют форму диска с вогнутым центром. Известно лишь считанное количество исключений. У верблюдов и лам эритроциты овальной формы. У мелких копытных из семейства оленьковых (Tragulidae), живущих в лесах Юго-Восточной Азии, эритроциты сферические. Но удивительнее всего дело обстоит с оленями (семейство Cervidae). У многих видов, в том числе благородного оленя (Cervus elaphus) и североамериканского оленя вапити (Cervus canadensis), эритроциты серповидные, а иногда могут быть веретеновидными, ланцетными и даже иметь форму неправильных многоугольников.

Отклонения в форме эритроцитов встречаются и у людей, страдающих серповидноклеточной анемией. Эта болезнь вызывается мутацией в гене, кодирующем β-глобин – одну из субчастиц молекулы гемоглобина. Мутация приводит к изменению формы белковой молекулы в красных клетках крови (вместо гемоглобина A появляется гемоглобин S). Эритроциты с дефектным гемоглобином приобретают характерную серповидную форму.

Такие эритроциты разрушаются чаще обычных, что влечет за собой постоянную анемию, так как из-за гибели эритроцитов ткани получают мало кислорода. К тому же серповидные эритроциты менее пластичны и хуже способны проходить через узкие капилляры. Частая закупорка капилляров у больных приводит к различным нарушениям, появлению тромбоза в печени и селезенке, артриту, язвам на ногах, к тому же для них всегда характерна анемия и постоянная усталость. В некоторых случаях закупорка капилляров сетчатки глаза может привести к слепоте. Обычно больные живут не более 50 лет, но только в случае, если болезнь проявляется не в самой тяжелой форме. Единственной формой непаллиативного лечения для таких больных до последнего времени была пересадка донорского костного мозга, и лишь недавно ученые стали разрабатывать методы генной терапии этой болезни (об успешном испытании можно прочитать в отдельном очерке). Но может ли что-то объединять больных серповидноклеточной анемией с оленями?

Чтобы установить генетическую основу необычных эритроцитов у оленей, Тобиас Варнеке и его коллеги собрали для выделения ДНК образцы мышц и крови 15 видов оленей со всего мира. Большинство образцов были предоставлены зоопарками, но, по признанию Варнеке, чтобы добыть образцы лося и северного оленя, ученые заказали стейки в фирме, специализирующейся на блюдах из необычных сортов мяса.

Ученые сосредоточились на анализе аминокислотных последовательностей β-глобина у оленей. У трех видов (лося, американского лося и северного оленя) эритроциты стандартной формы. Если сравнивать их β-глобин с другими оленями, у которых серповидные эритроциты, то обнаружится отличие в одну аминокислоту. На определенной позиции вместо глутаминовой кислоты у оленей с серповидными эритроцитами находится аминокислота валин. Замена глутаминовой кислоты на валин присутствует и у людей с серповидноклеточной анемией, но она наблюдается совсем в другом участке β-глобина.

Вывод о ключевой роли этой аминокислотной замены в определении формы молекулы β-глобина, а значит и формы всего эритроцита, ученые изложили в статье, опубликованной журналом Nature Ecology and Evolution. Они замечают, что в отличие от людей с серповидными эритроцитами, олени чувствуют себя превосходно. Роль необычной формы их эритроцитов и преимущества, которые она дает, еще предстоит выяснить.

Возможно, серповидные эритроциты оленей дают им то же, что получают и люди с серповидноклеточной анемией. Вряд ли эта болезнь сохранялась бы у людей на протяжении веков, если бы не одно весомое преимущество. Люди с серповидными эритроцитами обладают повышенной устойчивостью к заражению малярией. Малярийный плазмодий оказывается неспособным поселиться в их эритроцитах. Поэтому гены серповидноклеточной анемии не исчезают из человеческих популяций в Африке и Азии, где распространена малярия. Если человек гетерозиготен, то есть имеет только одну мутантную форму гена β-глобина из двух, серповидноклеточной анемией он не страдает, но и от малярии он защищен. Проблемы возникают, когда дефектные гены получены от обоих родителей.

Своя малярия имеется и у оленей. Малый оленек, или яванский малый канчиль (Tragulus javanicus) поражается малярийным плазмодием вида Plasmodium traguli. А живущий в Северной и Южной Америке белохвостый олень (Odocoileus virginianus) – плазмодием Plasmodium odocoilei. Ученые теперь планируют заняться выяснением, связаны ли вариации формы эритроцитов у оленей с вероятностью их заражения малярией.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.