1.     Основное направление фундаментальных и фундаментально-ориентированных исследований

В секторе молекулярной физиологии клетки проводятся исследования молекулярных механизмов, участвующих в трансдукции гормональных сигналов и регуляции клеточного объема.

Поддержание водно-солевого гомеостаза клетки млекопитающих, регуляция клеточного объема необходимо для обеспечения жизнеспособности клетки. Актуальность исследования этих механизмов обусловлена тем, что многим патологическим состояниям сопутствуют нарушения водно-солевого обмена на уровне клеток, что ведет к нарушению функций тканей и органов, отекам и/или некрозам. Наиболее опасны для клеток гипотонические воздействия, поскольку  в результате возрастания клеточного объема может произойти разрушение плазматической мембраны, нарушение целостности клетки. 

2.     Задачи, решаемые в настоящее время в рамках базового бюджетного проекта

В настоящее время в рамках базового бюджетного проекта: «VI 53.2.3. генетико-физиологические и молекулярные механизмы нейроэндокринной регуляции висцеральных функций и поведения обеспечивающих гомеостаз», № гос.регистрации 01201280323,  проводятся исследования:

• регуляции вазопрессином концентрации ионов натрия в главных клетках собирательных трубок наружного мозгового вещества
• регуляции водных каналов в базолатеральной плазматической мембране главных клеток собирательных трубок наружного мозгового вещества почки;
• транспорта воды и натрия через  плазматическую мембрану  главной клетки эпителия собирательной трубки почки крысы с применением математического моделирования процессов.
• роль транспортеров органических анионов в регуляции клеточного объема главных клеток собирательных трубок наружного мозгового вещества почки

3.     Прикладные разработки

Полученные результаты носят фундаментальный характер, разработанные методы могут быть использованы для массового анализа действующих веществ для новых лекарственных препаратов. 

4.     Иллюстрированное описание лучших результатов, полученных подразделением за последние 5 лет 

Создан комплекс для исследований физиологических функций клетки методами молекулярно биологическими и биофизическими методами.

Экспериментальная установка представляет собой микроканальную проточную камеру и собрана на базе флуоресцентного микроскопа. Основные характеристики проточной камеры: объем около 20 мкл, скорость протекания раствора до 5.0 мл/мин, смена омывающего раствора в течение 100 мсек, поддерживаемая температура 36.8 ± 0.2^o C, объектив водно-иммерсионный (х60) с термостабилизацией. Интенсивность флуоресценции с помощью фотоприемника на основе ФЭУ-71, оборудованного полевой диафрагмой, и аналого-цифрового преобразователя PCL-818HG (Advantech), регистрируется на ПЭВМ. Установка позволяет работать с культурами клеток теплокровных животных и применять молекулярные зонды, созданные на основе монохромных флуоресцентных красителей.  

Рисунок 1. Схема и внешний вид установки для исследования клеточных функций в микрофлуидной системе. 

Рисунок 2. Оптическая микроканальная камера (А). Объемная реконструкция фрагмента собирательной трубки почки крысы (Б). 

Для анализа результатов измерений производимых в экспериментах с использованием специфических флуоресцентных красителей, создана  математическая модель потоков ионов через плазматическую мембрану главных клеток собирательных трубок (OMCD) почки, позволяющая рассчитывать величины потоков основных ионных осмолитов клетки и изменения клеточного объема в зависимости от осмолярности и ионного состава внеклеточной среды (Iliaskin et al., 2011).

5.     Задачи, планируемые на перспективу

Исследование состава и механизмов регуляции молекулярных транспортеров, участвующих в поддержании водно-электролитного баланса клетки, регуляции клеточного объема, транспорте органических веществ. Результаты фундаментальных исследований в данных областях необходимы для повышения эффективности терапии нарушений водно-солевого обмена при многих патологических состояниях человека, для повышения эффективности химио-терапии при онкологических заболеваниях.