Исследователи обнаружили белок, который транспортирует необходимый питательный бор в клетки, где он важен для роста и развития костей.
Белок NaBC1 содержится в большинстве тканей и является частью большого семейства ионов, транспортирующих белки, которые позволяют заряженным молекулам перемещаться через клеточные мембраны. Транспортеры ионов встроены в клеточную мембрану, открывая и закрывая каналы в ней, как ворота, чтобы заряженные ионы и молекулы попадали внутрь или покидали клетку. Движение этих молекул влияет на многие важные клеточные функции.
Клетки должны транспортировать бор через мембрану, чтобы контролировать его концентрацию внутри клетки, как и для других питательных веществ. Открытие NaBC1 может помочь ученым понять, как клетки контролируют внутреннюю концентрацию бора и роль бора в широком спектре клеточных процессов, таких как клеточный рост и минерализация костей.
"NaBC1 очень специфичен для транспортировки бората, который содержится практически во всем, что мы едим, - говорит доктор Шмуэль Муаллем, профессор физиологии.
Борат - форма бора, используемая организмом, необходимая для роста и опыления растений, но до недавнего времени никто не знал, как это вещество проникает в растительные клетки. Было доказано, что транспортер бората, обнаруженный в растении Arabidopsis другой исследовательской группой, очень похож на человеческий NaBC1.
Доктор Муаллем, который изучал NaBC1 в другом контексте, предположил, что NaBC1 - переносчик бората человека.
"Поскольку животные, включая людей, получают достаточное количество бора из нашего рациона питания, трудно изучить влияние дефицита бора на модели животных и человека, но в условиях недоедания, дефицит бора может оказать сильное влияние на эмбриональное развитие у плода, а у взрослых - на поддержание прочности костей и метаболические функции", - сказал доктор Муаллем.
Для животных, содержащихся на низкокалорийных кормах, эффект дефицита бора очевиден. Имеются многочисленные врожденные пороки развития, в том числе замедленный рост и отсутствие или развитие дополнительных конечностей. Многие животные не могут выжить в полном отсутствии бора. С другой стороны, как и многие витамины и минералы, слишком много - это плохо, как и недостаточно. Высокое содержание бора токсично.
Группа доктора Муаллема показала, что клетки человека с NaBC1, выращенные в лаборатории, поглощают бор из раствора, в котором также находился мышьяк, который химически схож с бором. Мышьяк не мог попасть в клетки. Аналогичная активность была обнаружена во многих типах клеток, выделенных из тканей мышей и крыс.
Группа доктора Муаллема отметила, что клетки оптимально делятся в определенной концентрации бора, но их размножение ингибируется при слишком высоком или низком содержании этого элемента.
Биохимические тесты подтвердили, что известные сигнальные молекулы, влияющие на рост и развитие, активируются при поступлении бора в клетки, и что для блокирования деления клеток достаточно снизить активность NaBC1.
"Поскольку этот транспортер является уникальным в человеческом роде, он, вероятно, необходим для жизни человека", - сказал доктор Муаллем. "Исследование этого транспортера позволяет нам изучить, как работает бор в организме".
Помимо своей роли в стимулировании деления клеток, радиоактивный бор иногда используется для лечения некоторых форм опухолей головного мозга. Лечение бором уже давно затруднено из-за гематоэнцефалического барьера, сети кровеносных сосудов и тканей, которые питают и защищают мозг, потому что только небольшое количество соединения может пересечь гематоэнцефалический барьер, чтобы достичь опухоли.
Доктор Муаллем сказал, что, возможно, изменение химических веществ на основе бора, которые будут транспортироваться NaBC1 , может облегчить их доставку к опухолям и может помочь в улучшении радиотерапии с помощью бора.