Учёные из нескольких российских научных центров выяснили, как и почему в невесомости меняется белковый состав мочи. На очереди исследования возрастных изменений и онкологических заболеваний. Всё это стало возможным благодаря компьютерной системе, которая анализирует тексты научных статей и упорядочивает результаты исследований.
"Существует миф, что у здорового человека белка в моче нет. На самом деле есть медицинская норма. Если содержания белка в моче меньше определённого порогового значения (до 50 миллиграммов в сутки), то пациенту выдают заключение, что он не болен протеинурией, – рассказывает соавтор исследования Евгений Тийс из Института цитологии и генетики Сибирского Отделения РАН (ИЦиГ СО РАН). – Эта патология возникает при некоторых заболеваниях, например, на поздних стадиях беременности при гестозе, и свидетельствует о нарушении почечной фильтрации".
Исследователи решили выяснить, какие белки и в каком количестве появляются в моче космонавтов. Известно, что невесомость – экстремальный для организма режим. В отсутствие тяготения меняется распределение крови по организму, а это должно отразиться на состоянии кровеносных сосудов. В частности, как предположили учёные, меняется "режим работы" эндотелия. Это однослойное "покрытие" из плоских клеток, выстилающее изнутри кровеносные и лимфатические сосуды, а также сердечные полости.
Для анализа необходимо было не только найти в моче белки, но и установить, какие из них вырабатываются в клетках эндотелия. Тут на помощь пришла информационная система, разработанная в ИЦиГ СО РАН. Она организует собранные человечеством данные о различных белках в виде сети, показывающей взаимосвязь между ними.
"Если белок, который нарабатывается одним геном, взаимодействует с белком другого гена, мы говорим, что между этими генами в сети есть связь, – объясняет Тийс. – Наш институт разработал систему, позволяющую объединять все такие связи из разных баз данных в общую систему. Здесь есть и белок-белковые взаимодействия, и регуляция экспрессии, и многое другое".
Такая система позволила проанализировать белковый состав мочи 21 космонавта. Пробы брались перед стартом, а также на первые и на седьмые сутки после возвращения.
В этих образцах удалось выявить 200 различных белков, из которых 17 вырабатываются в эндотелии. Оказалось, что эта "внутренняя обивка" кровеносных сосудов действительно испытывает дисфункцию в невесомости. В частности, меняются нормальные режимы активации, миграции и деления соответствующих клеток. Впрочем, на седьмые сутки на Земле содержание почти всех обнаруженных белков возвращается к дополётному уровню.
Разработчики компьютерной системы не намерены останавливаться на достигнутом. Тем более что строить сети из генов – лишь одно из её умений.
"Кроме того, наша система анализирует тексты. Раньше это были только аннотации, но сейчас она уже умеет работать с полнотекстовыми статьями. Пока у неё достаточно большой процент ошибок, однако её преимущество в скорости анализа: если собрать все данные из разных статей в одно целое, информацию гораздо легче анализировать", – поясняет Тийс.
Используя такого электронного помощника, исследователи недавно обнаружили, что набор белков в моче человека зависит от возраста. Похоже, что барьер, который в молодости пропускает в мочу лишь самые короткие пептиды (участки белковых молекул), по мере старения начинает пропускать всё более длинные.
"Видимо, есть какие-то микроразрывы или микроповреждения почек, и с возрастом их количество и размер возрастает", – озвучивает гипотезу Тийс.
Кроме того, белковый анализ мочи планируется использовать для изучения различных заболеваний. В частности, уже сейчас есть наработки по злокачественным опухолям щитовидной железы.
Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как невесомость влияет на здоровье человека на молекулярном уровне. Также мы рассказывали об уникальном исследовании астронавтов-близнецов и говорили о том, почему слепнут космонавты. Не обошли мы вниманием и тему состава мочи, рассказав, как с его помощью определить режим питания и распознать преэклампсию беременных.
