BioScience Blog – Научный Биологический блог

Изучение механизмов памяти и обучения на настоящий момент является одной из актуальных проблем. Большинство форм обучения связано с долговременными изменениями мембранных процессов и активностью внутриклеточных посредников ионов кальция и циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). В нашей лаборатории были выявлены долговременные изменения электрических параметров командных нейронов оборонительного поведения после обучения. Дальнейшей задачей стало исследование роли взаимоотношений аденилатциклазной и кальциевой систем в сохранении долговременной памяти после выработки условного оборонительного рефлекса. Нами было показано, что аппликация водорастворимого аналога цАМФ – 8Br-цАМФ вызывает деполяризацию командных нейронов оборонительного поведения, как у интактных, так и у обученных улиток, а аппликация ингибитора фосфодиэстераз IBMX, в клетке, снижала мембранный потенциал нейронов в группе обученных животных, но не в группе интактных улиток. При аппликации кофеина, происходило снижение порогового потенциала и увеличение критического уровня деполяризации у интактных и обученных улиток. Аппликация мембранопроникающего хелатора BAPTA-АМ не приводила к изменениям электрических характеристик. В продолжение этих исследований мы провели эксперименты по совместному действию кофеина с 8Br-цАМФ и IBMX на командных нейронах интактных и обученных улиток. Результаты показывают, что совместное действие кофеина и IBMX одинаково снижает мембранный потенциал командных нейронов обученных и интактных улиток. Таким образом кофеин нивелирует эффект IBMX, проявляющийся только у обученных животных. В экспериментах по совместному действию 8Br-цАМФ с ВАРТА-АМ, электрофизиологические параметры командных нейронов интактных и обученных улиток не изменяются. При совместном действии IBMX с ВАРТА-АМ наблюдается тенденция к снижению мембранного потенциала нейронов интактных улиток, однако эти изменения не достоверны. В группе обученных животных электрические характеристики достоверно не изменяются.

Известно, что спорообразующие бактерии рода Geobacillusявляются обычным компонентом микробного сообщества высокотемпературных нефтяных пластов. Однако сведения о ферментных системах термофильных микроорганизмов, участвующих в окислении нефти в условиях высокотемпературных нефтяных пластов практически отсутствуют. К моменту начала исследования была опубликована единственная работа с описанием участков гена alkBу термофильных бактерий Geobacillusthermoleovoransштамм 70 и G. thermoglucosidasiusштамм TR2.

Читать далее…

Традиционно в условиях обратной (ОМ) и прямой маскировки (ПМ) оценивались качественные характеристики распознавания целевых стимулов (процент ошибок, ложных тревог и т.д.). Однако более информативными является параметры, характеризующие динамику возбудимости структур мозга в процессе реализации данной тестовой процедуры. К таким показателям относится время реакции (ВР), которое позволяет оценить временные характеристики психофизиологических процессов, связанных с решением данной тестовой задачи, что и легло в основу замысла данной работы. В качестве дифференцирующих тестовых стимулов в ситуации ПМ и ОМ были использованы два различных по частоте (1000 и 1200 Гц) тональных стимула интенсивностью 60 дБ и длительностью 30 мс. В качестве маскера использовали тональный стимул той же длительности, частотой 1100 Гц и интенсивностью 90 дБ. Для оценки влияния маскера на эффективность выполнения тестового задания использовался фиксированный ряд интервалов (300, 200, 100 и 50 мс), отделяющих целевой стимул от маскирующего. В аналогичных контрольных сериях маскер отсутствовал. Анализ распределения процента ошибок при изменении интервала между целевыми и маскировочными стимулами показал их сходство в условиях ПМ и ОМ. Исследование динамики ВР при изменении данного интервала, выявило существенные различия, которые демонстрировали увеличение ВР в условиях ОМ и укорочение его – в случае ПМ относительно результатов, полученных в контрольной серии бинарного различения. Вероятно, увеличение ВР при ОМ свидетельствует о сокращении необходимых для опознания ресурсов внимания, что связано с отвлечением его на восприятие маскера. В условиях ПМ снижение ВР, скорее всего, происходит, с одной стороны, за счет игнорирования маскера, и, с другой стороны, при использовании дополнительной активации, вызванной маскером, для реализации целевой задачи. Укорочение МСИ между маскером и целевым стимулом приводило к росту ВР, что было связано с последовательным нарушением различных этапов (восприятие, принятие решения, подготовка и реализация двигательной реакции) сенсомоторной интеграции (СМИ). Изменение вероятности целевого стимула как в условиях ПМ, так и ОМ привело к преобладанию ВР при частой стимуляции и увеличению его при редкой. Частая стимуляция приводит к более быстрому варианту формирования СМИ при участии непроизвольного внимания (как в случае простой реакции обнаружения), и зависит от интервала между однотипными стимулами (удержание образа целевого стимула в оперативной памяти). Редкая стимуляция, активирующая механизмы произвольного восстановления образа стимула из памяти при неожиданном его предъявлении, увеличивает ВР. С другой стороны, в ряду вероятностей целевого стимула 0,85 – 0,5 – 0,15, происходит усложнение выполнения сенсомоторной деятельности, что проявляется в смене реагирования с простой реакции (0,85) на сложную (0,5 и 0,15), что влияет на уровень стереотипности СМИ. Следовательно, в условиях последовательной маскировки вырабатывается «шаблон восстановления», который разрушается при воздействии маскера в условиях ОМ, и оптимизируется при ПМ. Сокращение интервала между маскером и целевым стимулом приводит к общему ухудшения СМИ, связанной с дезорганизацией ее различных этапов.

Вобеспечении способности почвенной биосистемы поддерживать продуктивность и противостоять негативным факторам, в том числе антропогенным, ключевую роль играют микроорганизмы, которые обитают в почве и выполняют многообразные экосистемные функции. Активное участие в трансформации азотсодержащих соединений принимают нитрифицирующие микроорганизмы. Хотя бактерии-нитрификаторы в почвах малочисленны и имеют небольшой удельный вес в микробном сообществе, они могут проявлять высокую активность, особенно при нерациональных мероприятиях по удобрению почвы. Читать далее…

Антимикробные пептиды (АМП) широко распространены в природе, от бактерий до млекопитающих. Это небольшие молекулы, включающие до 50 аминокислотных остатков. Согласно имеющимся представлениям, эти катионные пептиды избирательно взаимодействуют с анионными мембранами бактерий, что, в конечном счёте, приводит к нарушению избирательной проницаемости мембран и лизису клеток. Механизм взаимодействия АМП с мембранами до конца не изучен, но известно, что он определяется особенностями строения пептида, составом мембраны и условиями среды протекания реакции.

Читать далее…

Бактерии рода Azotobacterв определенных условиях способны выделять в среду экзополисахариды, которые являются энергетическим резервом клеток в условиях дефицита питательных веществ. Экзополисахариды – экзогенные продукты метаболизма микроорганизмов, обладающие способностью воздействовать на реологические свойства водных систем и образовывать гели различной плотности при малых концентрациях экзополисахарида. Читать далее…

Внастоящее время в клинической практике широко используются препараты природного происхождения. В частности, выделенный из молок осетровых и лососевых рыб деринат, представляющий собой натриевую соль ДНК, применяется как иммуномодулятор. Важно подчеркнуть, что подобные препараты содержат большое количество физиологически активных веществ и не могут не оказывать влияние на разные системы организма, в частности на нервную. Ранее в Лаборатории эволюции механизмов памяти биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова было показано, что препараты природного происхождения с макромолекулярными компонентами улучшают память. Читать далее…

Гормон инсулин применяется для лечения сахарного диабета. В настоящее время инсулин вводится путем инъекций. Очевидно, что этот путь не очень удобен и обладает рядом побочных действий (например, аллергические реакции). Наиболее естественным способом доставки инсулина является пероральный путь.

Читать далее…