Ученые ДВФУ: Клетки живых организмов способны передавать больше 2 бит информации

Такие данные получил ученый Школы биомедицины Дальневосточного федерального университета (ШБМ ДВФУ) Владимир Катанаев с коллегами из Швейцарии по результатам экспериментов на клетках с применением методов биоинформатики и компьютерного моделирования. Информация об исследовании опубликована в международном журнале Nature Communications.

Заведующий лабораторией фармакологии природных соединений департамента фармакологии и фармации ШБМ ДВФУ Владимир Катанаев объяснил актуальность изучения связей между клетками: «Рецепторы, связанные с G-белками (GPCR), являются мишенью половины всех ныне существующих лекарств. Поэтому принципиально важно знать объем информации, который клетка может достоверно получать через эти рецепторы».

В ходе экспериментов ученые подвергали клетки воздействию различных концентраций химического сигнала и записывали их реакцию, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today. Анализ данных и моделирование позволили сделать вывод, что GPCR-рецепторы способны передавать, по меньшей мере, два бита информации – гораздо больше, чем считалось ранее.

«Используя кальциевый ответ, измеряемый в отдельных клетках при повторной стимуляции мускариновых рецепторов, мы показываем, что сигнальные системы GPCR обладают значительно более высокой информационной емкостью, чем считалось ранее, — пояснил Владимир Катанаев. — Мы оцениваем пропускную емкость этой системы передачи сигнала выше двух бит. Это означает, что клетка способна достоверно различить, по крайней мере, четыре уровня концентрации агониста (химическое вещество, которое вызывает отклик рецептора)».

Исследователь отметил, что открытие решает давнюю биологическую загадку о принципах внутриклеточной передачи сигналов. Полученные результаты будут полезны всем, кто занимается медицинскими исследованиями и разработкой лекарств. В работе также приняли участие научные сотрудники Университета Лозанны (Швейцария), Швейцарского института биоинформатики и другие ученые.

Напомним, прежде Владимир Катанаев в составе международной группы исследователей раскрыл один из важных механизмов формирования отростков нервных клеток. Ученые первыми в мире определили сигнальную цепь, которая обеспечивает рост окончаний нервных клеток в различных организмах от насекомых до человека.