ИСТИНА

Цели и задачи исследования Целью данной работы является установление механизмов образования внутриклеточных пулов таких ключевых метаболитов биосинтеза NAD, как рибозид никотинамида (NR) и рибозид никотиновой кислоты (NAR), определение способности данных нуклеозидов выходить из клеток и выступать в роли предшественников для синтеза NAD в других клетках, а также изучение механизма импорта нуклеозидов NR и NAR в клетки человека. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: 1. Охарактеризовать способность культивируемых клеток человека синтезировать нуклеозиды NR и NAR. 2. Установить молекулярные механизмы образования нуклеозидов NR и NAR в клетках человека. 3. Установить, могут ли нуклеозиды NR и NAR выходить из одних клеток человека и выступать в роли предшественников NAD в других клетках. 4. Охарактеризовать механизм импорта нуклеозидов NR и NAR в клетки человека. Основные положения, выносимые на защиту 1. Клетки человека синтезируют нуклеозиды NR и NAR, которые могут выходить из клеток и выступать в роли предшественников для синтеза NAD в других клетках. 2. Цитозольные 5’-нуклеотидазы CN-II и CN-III синтезируют нуклеозиды NR и NAR в клетках человека путем дефосфорилирования мононуклеотидов NMN и NAMN, соответственно. 3. Нуклеозиды NR и NAR импортируются в клетки человека при помощи переносчиков нуклеозидов семейств ENT и CNT. Научная новизна работы В данной работе мы установили, что нуклеозиды NR и NAR могут не только поступать в организм с пищей, но и синтезироваться в клетках из других метаболитов NAD. Мы впервые описали возможный механизм образования нуклеозидов NR и NAR в клетках человека путем дефосфорилирования соответствующих мононуклеотидов NMN и NAMN цитозольными 5’-нуклеотидазами. Таким образом, мы показали, что синтез нуклеозидов NR и NAR является неотъемлемой частью метаболизма NAD в клетках человека. Кроме того, мы установили, что культивируемые клетки могут выделять в питательную среду нуклеозид NAR, который затем выступает в роли предшественника NAD в соседних клетках, не способных использовать Nam и NA для синтеза NAD. Таким образом, мы впервые продемонстрировали, что одни клетки человека могут поддерживать эффективный синтез NAD в других клетках. Также, мы показали, что импорт нуклеозидов NR и NAR в клетки человека может осуществляться при помощи нуклеозидных переносчиков семейств ENT и CNT. Теоретическое и практическое значение работы Результаты, полученные в данной работе, расширяют представления о механизмах поддержания уровня NAD в клетках человека и взаимопревращения его ключевых предшественников. Установленные в данной работе механизмы образования и взаимодействия внутри- и внеклеточных пулов таких ключевых метаболитов NAD, как нуклеозиды NR и NAR, может помочь в поиске новых мишеней для разработки эффективных терапевтических подходов лечения широкого спектра заболеваний. Полученные в работе данные могут быть использованы в курсах лекций для студентов медицинских и биологических ВУЗов. Апробация работы Работа прошла апробацию на лабораторных семинарах в НИК «Нанобиотехнологии» Санкт-Петербургского политехнического университета имени Петра Великого и на межлабораторном семинаре в Департаменте молекулярной биологии Университета города Берген (Норвегия). Результаты работы были представлены на международных и отечественных конференциях. Материалы диссертации были опубликованы в 18 печатных изданиях, из них 3 статьи в международных рецензируемых научных журналах. Личный вклад автора Автором самостоятельно выполнен основной объем исследований. Анализ образцов при помощи ЯМР-спектроскопии проводили сотрудники НИК «Нанобиотехнологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого: Шабалин К.А. и Нериновский К.Б. Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 91 странице машинописного текста и иллюстрирована 25 рисунками и 8 таблицами. Список цитируемых литературных источников включает 189 наименования. Нумерация таблиц и рисунков самостоятельная в пределах каждой главы. Финансовая поддержка работы Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 14-04-32117 мол_а, № 14-04-01765 А), Российского научного фонда (проект № 16-14-10240) и государственного задания № 3.8742.2017/БЧ.