В данной работе рассмотрены подходы к регистрации мембранного потенциала тромбоцитов с использованием пэтч-клампа в конфигурации перфорированная «целая клетка». Проведены записи мембранного потенциала с использованием порообразующих агентов нистатина и сапонина и выбраны оптимальные условия, позволяющие регистрировать мембранный потенциал без нарушения гигаомного контакта и влияния на функциональную активность тромбоцита. Показана возможность регистрации осцилляций мембранного потенциала тромбоцита. Предложенный подход регистрации мембранного потенциала будет полезен при исследовании роли мембранного потенциала и механизмов его регуляции в функциональных ответах тромбоцитов.

Рецептор к инозитол-1,4,5-трифосфату (IP₃-рецептор) играет важную роль в кальциевой сигнализации клеток. При математическом моделировании преимущественно рассматривается IP₃-рецептор 2 типа, а модель IP₃ -рецептора 3 типа, учитывающая динамические свойства данного канала, не предложена. Целью настоящей работы является разработка математической модели IP₃-рецептора 3 типа, учитывающей нелинейный характер зависимости активности рецептора от концентрации кальция и IP₃ в цитозоле.

В работе предлагается система из шести независимых обыкновенных дифференциальных уравнений для описания развития кальциевого ответа на вызванную изменением концентрации IP₃ активацию в системе с IP₃ -рецептором 3 типа и кальциевой АТФазой SERCA2b. Параметры модели подбирались автоматически по ранее опубликованным экспериментальным данным.

В результате исследования показано, что в системе IP₃R3-SERCA2b не наблюдается осцилляций в широком диапазоне параметров. Наиболее часто возникающим режимом функционирования системы является ответ «все-или-ничего», при котором в зависимости от концентрации IP₃ либо не наблюдается мобилизации кальция, либо происходит полное опустошение кальциевых депо.

Таким образом, мы заключаем, что в условиях простейшей модели IP₃R3 не демонстрирует способности к поддержанию кальциевых осцилляций, что согласуется с его предполагаемой ролью основного кальциевого канала сайтов контакта митохондрий с эндоплазматическим ретикулумом.

Нейтрофилы – основные лейкоциты крови, осуществляющие для защиты организма от патогенов фагоцитоз, образование нейтрофильных внеклеточных ловушек, дегрануляцию, а также генерацию активных форм кислорода (АФК), азота (АФА) и галогенов (АФГ). Хлорноватистая кислота (HOCl) образуется в биологических системах в присутствии пероксида водорода и хлорид-аниона в каталитическом цикле преимущественно фермента азурофильных гранул нейтрофилов – миелопероксидазы (МПО). HOCl играет важную роль в физиологических и патологических процессах, однако регистрация этого высокореакционного соединения затруднена в том числе из-за наличия многочисленных других АФК, АФА и АФГ, генерируемых клетками. В данной работе предложен комплексный подход исследования продукции АФК и АФГ нейтрофилов флуоресцентным методом с использованием феноксазиновых красителей целестинового синего B (CB) и галлоцианина (GC). Показано, что использование GC и CB позволяет оценить функциональный ответ нейтрофилов на стимулы различной природы (форболовый эфир PMA, компонент клеточной стенки бактерий fMLP, лектины растений).

экспонированного фосфатидилсерина – аннексина V и лактадгерина. На примере тромбоцитов показано, что лактадгерин является более перспективным за счет большей чувствительности, и его применение, особенно в микроскопии, имеет преимущество в исследовании взаимосвязей сигнальных процессов при образовании прокоагулянтной субпопуляции тромбоцитов.

Первый год является решающим в жизни любого журнала. Несмотря на то, что официальное существование наш журнал "Системная биология и физиология" начал только в 2022 году, первые статьи были приняты к печати в английской версии больше года назад x [1], и в нем уже вышло семь номеров. В 2022 году была успешно зарегистрирована и запущена российская версия. Первый номер включил часть статей из английской версии [2], а настоящая статья открывает уже второй номер, содержащий новые оригинальные статьи.

Помимо десятков новых статей, которые уже начали цитироваться как в международной печати, так и в социальных сетях, в минувшем году наш журнал стал центром организации одноименной конференции (https://sbpreports.ru/conference/sbsp_2022), уже третьей по счету. Начиная с этого года, конференция стала тематической: первыми в череде тем стали внутриклеточная сигнализация и регуляция, от цитоскелета и метаболизма до механизмов клеточного старения и смерти. Как и в прошлом году, труды конференции были опубликованы в нашем журнале.

Мне хотелось бы выразить глубокую благодарность редакционной и технической команде журнала и конференции, усилия и энтузиазм которых сделали возможным появление и существование журнала. Спасибо всем нашим авторам и рецензентам за их труды! Поздравляю всех с Новым годом и желаю нам всем успешного развития в 2023 году.

При активации или гибели клетки происходят деформации ее плазматической мембраны, которые грубо можно разделить на три категории. Первое явление, при котором происходит частичное локальное разрушение липидного бислоя и актинового кортекса и их последующее восстановление клеткой, относят к репарации мембраны. Вторая категория, при которой происходит образование выступающих наружу мембранных «пузырей», называется «блеббинг». И третья категория, при которой из плазматической мембраны образуются везикулы, содержащие белки мембраны и компоненты цитозоли, называется микровезикуляцией. Все эти явления играют важную роль в жизни организма: везикуляция является важным каналом обмена информацией между клетками, вместе с блеббингом она вносит существенный вклад в метастазирование опухолей, а нарушения репарации мембраны приводит к миодистрофиям. В литературе принято каждый из этих процессов изучать изолированно от других, хотя между ними есть множество параллелей и общих механизмов. Например, все три явления управляются перестройками актинового цитоскелета. В настоящем обзоре обсуждается вопрос, являются ли эти три процесса следствием одного и того же явления. Мы рассматриваем параллели, прослеживаемые в молекулярных механизмах этих явлений, которые приводят к гипотезе о возможности взаимообмена результатов исследований, посвященных процессам репарации мембраны, блеббинга и микровезикуляции.

Уважаемая редакция журнала Системная биология и физиология! В нашей предыдущей статье [1] была предложена компьютерная модель полимеризации актина при росте псевдоподии нейтрофила. В настоящем письме мы предлагаем вариант использования той же компьютерной модели для описания роста ламеллоподии тромбоцита.

Окислительный стресс, приводящий к окислительной модификации различных макромолекул, в том числе белков, сейчас рассматривается в качестве важного патогенетического звена многих заболеваний. В работе спектрофлуориметрическим методом изучено окислительное повреждение белка плазмы крови – бычьего сывороточного альбумина БСА – под действием окислительного агента – перекиси водорода H₂O₂. Показано зависимое от концентрации H₂O₂ тушение собственной флуоресценции БСА. Методами математического моделирования рассчитаны константы тушения флуоресценции БСА в растворах перекиси водорода. Обнаруженные зависимости в константах тушения флуоресценции объяснены как окислительным повреждением микроокружения триптофановых остатков БСА, так и изменением нативной конформации белковых глобул при окислительном повреждении. Более значительное перекисное повреждение БСА происходит при более низких значениях pH в связи тем, что H₂O₂ как окислитель действует сильнее в кислой среде. Зарегистрированное тушение собственной флуоресценции белка при повреждении окислительным агентом может быть использовано как медицинский метод оценки уровня окислительного стресса в организме при диагностике ряда заболеваний.

Агрегация тромбоцитов является важным процессом, отвечающим за своевременную остановку кровотечения. Одним из инструментов, позволяющих изучать данную систему, является компьютерное моделирование. Использование клеточного автомата в качестве модели дает возможность как изучать динамику отдельных агрегатов, так и исследовать поведение системы в целом. Целью данной работы было изучение агрегации тромбоцитов с помощью модели на основе клеточного автомата.  В результате была построена модель агрегации тромбоцитов, включающую в себя 4 процесса: диффузию, активацию, агрегацию и дезагрегацию с дальнейшим усложнением в виде добавления гидродинамического потока. Было показано, что в условиях потока основную массу агрегатов составляют димеры и тримеры, тогда как агрегаты больших размеров встречаются гораздо реже.

Аннексин V – это эукариотический белок семейства аннексинов, который способен обратимо связываться сфосфолипидными мембранами кальций-зависимым образом. Он обладает сложным механизмом связывания с мембраной, который включает формирование двумерной сетки из тримеров аннексина и значительное изменение структуры мембраны. Конкретные функции аннексина V значительно неизучены, хотя предполагается его участие в свертывании крови, процессе восстановления мембраны и активности канала для ионов кальция. Использование аннексина V как маркера фосфатидилсерин-положительных клеток в in vitro и in vivo исследованиях критически важно для понимания роли этого белка в клеточных процессах.

Данный обзор сфокусирован на структуре аннексина V и механизмах и кинетике его связывания с мембраной. Специфичность липида и процесс мультимеризации будет описан в полной мере. Наконец, будут обсуждены некоторые предполагаемые функции аннексина V, включая ингибирование свертывания крови и влияние на активность транспорта ионов кальция.