ШАНОВНІ КОЛЕГИ !
Інформую Вас, що на базі Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України продовжує свою роботу міждисциплінарний загальноакадемічний семінар у галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології».
Чергове засідання семінару відбудеться 24-го ЛИСТОПАДА 2023 р. (П’ЯТНИЦЯ) о 10-30 в Актовій залі Інституту (вул. Леонтовича, 9). З доповіддю «Біогенні магнітні наночастинки в організмі, їх роль в метаболізмі та перспективи управління цим процесом» виступить Горобець Оксана Юріївна - професор кафедри загальної фізики та моделювання фізичних процесів фізико-математичного факультету Національного технічного університету України імені Ігоря Сікорського «Київський політехнічний інститут».
До цього листа додаю авторські тези доповіді.
Прийняти участь у роботі семінару можна буде й в онлайн-режимі за адресою:
https://meet.google.com/kxf-mwpi-bak
Запрошую Вас та Ваших колег до участі у роботі семінару.
У подальшому пропозиції щодо виступів з доповідями (тези доповіді – 1-2 стор.) на міждисциплінарному загальноакадемічному семінарі необхідно надсилати на ім’я Костеріна Сергія Олексійовича за електронними адресами:
Анонси щодо засідань семінару та авторські тези доповідей оприлюднюються на сайтах Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України ( biochemistry.org.ua ) та НАН України ( НАН України : Головна сторінка (nas.gov.ua) ), а також розповсюджуються електронною поштою. Слідкуйте за нашими повідомленнями, будь ласка.
Наступне засідання семінару заплановано на грудень м-ць.
Будемо раді зустрітися з Вами на засіданнях нашого міждисциплінарного загальноакадемічного наукового семінару !
З повагою - керівник семінару, академік НАН України, професор С.О.Костерін
БІОГЕННІ МАГНІТНІ НАНОЧАСТИНКИ В ОРГАНІЗМІ, ЇХ РОЛЬ В МЕТАБОЛІЗМІ ТА ПЕРСПЕКТИВИ УПРАВЛІННЯ ЦИМ ПРОЦЕСОМ
ГОРОБЕЦЬ ОКСАНА ЮРІЇВНА,
професор кафедри загальної фізики та моделювання фізичних процесів фізико математичного факультету Національного технічного університету України імені Ігоря Сікорського «Київський політехнічний інститут».
Актуальність дослідження: біогенні магнітні наночастинки (БМН) стали об’єктом інтенсивних досліджень після відкриття Блекмором у 1975 р. в бактеріях сильних природних внутрішньоклітинних нанорозмірних магнітів, синтез яких, як виявилося, генетично запрограмований і здійснюється самими мікроорганізмами. Бактерії, які синтезують ланцюжки БМН, було названо магнітотаксисними бактеріями, з огляду на можливе функціональне призначення таких природних магнітів – таксис, тобто орієнтування руху бактерій у напрямку силових ліній геомагнітного поля, аналогічно стрілці компаса. На сьогодні БМН виявлено у \представників усіх трьох доменів живих організмів: бактерії, археї, еукаріоти, включаючи людину. БМН знайдено у багатьох органах та тканинах багатоклітинних організмів, в тому числі в нормальних тканинах мозку, печінки, серця, селезінки, надниркових залоз, решіткової кістки, у пухлинних тканинах та атеросклеротичних бляшках людини. Підвищена кількість БМН спостерігається при онкологічних захворюваннях. Однак, фізіологічне походження та функції БМН в багатоклітинних організмах, а також їх зв'язок із захворюваннями залишаються відкритими питаннями. З огляду та те, що БМН є компонентами живих систем з найбільшою магнітною сприйнятливістю, то розкриття механізмів взаємодії між магнітними полями (МП) і живими системами з урахуванням наявності БМН на клітинному рівні дозволило б краще зрозуміти складні клітинні системи та могло б допомогти пояснити та передбачити реакцію клітин на МП, втрутитися в реакції організмів на МП різної величини індукції, напрямку та просторового розподілу.
Проблематика: відкриті питання фізіологічного походження, функцій та локалізації БМН в різних органах багатоклітинних організмів; проблематика підвищеної концентрації БМН при низці нейродегенеративних захворювань та раку; механізми впливу МП (в тому числі геомагнітного поля) на живі системи на клітинному рівні через вплив на БМН.
Мета дослідження: виявлення функцій та локалізації БМН в різних органах багатоклітинних організмів; оцінки магнітних сил та моментів сил, пов’язаних з наявністю БМН в геомагнітному полі, для передбачення загальних функцій БМН в багатоклітинних організмах; виявлення нових механізмів впливу МП (в тому числі геомагнітного поля) на живі системи на клітинному рівні через вплив на БМН.
Методи досліджень: методи магнітостатики, атомно-силова та магнітна силова мікроскопія, методи порівняльної геноміки
Що зроблено, які результати отримано:
- Встановлено існування єдиного для всіх організмів генетичного механізму біомінералізації БМН, заснованого на гомологах основних генів магнітосомного острівця магнітотаксисних бактерій.
- Експериментально виявлено, що в нормі БМН в різних органах багатоклітинних організмів утворюють ланцюжки, у тварин вони локалізовані в стінках капілярів, в рослинах в стінках провідної тканини, у грибів в стінках гіфів.
- Розраховано, що порядок величини магнітних сил та моментів сил є достатнім для того, щоб БМН в різних організмах від бактерій до людини могли здійснювати спільні метаболічні функції, а саме БМН може функціонувати як магнітний наносепаратор гранул, везикул тощо та як активатор механочутливих іонних каналів та інших медіаторів механотрансдукції на мембрані клітини в геомагнітному полі.
- Запропоновано кілька нових фізичних механізмів впливу МП на клітини шляхом взаємодії МП з ланцюжками біогенних та/або небіогенних магнітних наночастинок на клітинних мембранах. Виявлені механізми можуть відігравати неочікувану досі роль у створенні фізіологічних реакцій організмів на зовнішні МП.
Яке наукове значення можуть мати ці дослідження: в доповіді представлено набір теоретичних моделей, які можуть передбачити, як клітини індивідуально та колективно реагуватимуть на вплив МП (в тому числі геомагнітного поля) за наявності ланцюжків БМН, вбудованих в мембрану клітини. Описані ефекти та механізми, що лежать в їх основі, є загальними і повинні мати місце у великій родині біологічних ефектів МП. Результати мають значення для подальшого розвитку нових підходів у клітинній біології, біофізиці та медицині.