Лазерный мир

Правда, они проявляются лишь спустя 5–15 часов после того, как их облучили лазером

Ученые выяснили, что если облучить лазером продукты окисления белков и ДНК в клетках тела человека, они могут светиться красным. Это их свойство можно использовать для того, чтобы определять границы опухолей и оценивать биологический возраст клеток, пишет пресс-служба Российского научного фонда (РНФ) со ссылкой на статью в журнале Molecules.

«Концентрация липидов, белков и других компонентов в клетках и тканях человеческого организма выше, чем в использованных нами растворах аминокислот и ДНК. Поэтому при анализе биологических тканей сигнал, исходящий от продуктов окисления, будет еще сильнее», – рассказал один из авторов исследования, физик из МГУ им. М.В. Ломоносова Евгений Ширшин.

Из-за рака и некоторых других болезней в организме накапливается множество поврежденных белков, цепочек ДНК и молекул жиров. Этот «клеточный мусор» часто становится источником еще больших проблем для организма: из-за него развиваются воспаления, а также начинают массово гибнуть другие, пока еще здоровые клетки.

Изучая то, как после облучения ультрафиолетом меняется характер взаимодействий со светом обрывков ДНК и молекул двух аминокислот – тирозина и триптофана, – ученые из России, США и Германии придумали, как просто и очень эффективно находить подобные поврежденные продукты клеточной жизнедеятельности.

Световая диагностика

Из-за подобных повреждений в белковые цепочки и нити ДНК встраиваются атомы кислорода. Ученые давно подозревают, что благодаря этому подобные поврежденные структуры будут лучше поглощать свет и испускать его в виде красного или инфракрасного излучения. Здоровые клетки почти не светятся таким образом, поэтому это излучение можно использовать для диагностики болезней.

Ширшин и его коллеги проверили эту гипотезу на практике. Они облучали образцы поврежденных аминокислот и нитей ДНК лазерными лучами на разных длинах волн. Эти опыты подтвердили, что подобные молекулы действительно испускают красное свечение. Поэтому ученые продолжили эти опыты, теперь на культурах клеток кожи.

Облучив их ультрафиолетом, биологи и физики наблюдали, как менялось их свечение при обработке теми же лазерными лучами. Оказалось, что следы воздействия радиации действительно можно было уловить, однако они начинали проявляться примерно через 5–15 часов после облучения клеток кожи.

Как отметили в пресс-службе РНФ, сейчас Ширшин и его коллеги изучают то, как различается свечение различных продуктов окисления биомолекул. Эти опыты, как надеются ученые, помогут понять, как можно интерпретировать данные, полученные в ходе подобных наблюдений за живыми клетками и узнавать, почему в клетках начали накапливаться поврежденные молекулы белков, жиров и ДНК.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/8586179