Ученые Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (ИЦиГ СО РАН) совместно с учеными Института биологических проблем Севера ДВО РАН работают над проблемой кислородного голодания и криоконсервации. Исследователи изучают механизмы, позволяющие амфибиям адаптироваться к низкому уровню кислорода в тканях. Полученные результаты могут позволить найти генные пути, позволяющие позвоночным адаптироваться к кислородному голоданию, и, что самое главное, разработать новые методы криоконсервации органов.
Известно, что земноводные прекрасно переносят отрицательные температуры, выживая при замерзании. Некоторые лягушки даже переносят замораживание и возвращаются к жизни при плюсовых температурах. Именно поэтому ученые сосредоточили свое внимание на лягушках.
“В 2021 году мы получили грант от Российского научного фонда на изучение устойчивости сибирской лягушки к гипоксии, но мы расширили фокус на изучение других видов амфибий, которые переносят замораживание и гипоксию. Проблема замораживания заключается в том, что вода может кристаллизоваться внутри клеток и разорвать их, что приведет к гибели животного. Задача организма – создать физические и химические условия, при которых лед образуется в минимальных количествах и во внеклеточном пространстве”, — говорят ученые.
По словам специалистов, земноводные, например, такие, как остромордая лягушка, накапливают криопротекторы – вещества, которые защищают организм от разрушительного воздействия холода. А другой вид лягушек, сибирская лягушка, представляет интерес для ученых, поскольку может прожить до 97 дней в условиях почти полного отсутствия кислорода.
В ходе исследования ученые обнаружили у земноводных ряд химических соединений, которые обеспечивают их выживание в условиях низких температур и недостатка кислорода. В частности, осенью лягушки накапливают в печени гликоген, который зимой распадается на глюкозу и глицерин. Эти соединения обеспечивают энергию и являются антифризом. Также в их организме накапливаются лактат и аланин, что позволяет лягушке перейти на анаэробный метаболизм.
Кроме того, в состоянии гипоксии/замерзания у лягушек был обнаружен этанол, о котором никогда ранее не сообщалось в таких количествах у наземных позвоночных. Бутадион и глицерин, которые выступают в качестве криопротекторов у многих морозоустойчивых животных, также были обнаружены в организме амфибий.
