Опубликовано : Сен 16, 2020

Новый ген, участвующий в заболеваниях нейронов

нейрон
Кредит: общественное достояние

Согласно новому исследованию международной группы под руководством молекулярного биолога Scripps Research Клаудио Жоазейро, доктора философии, сбои в системе контроля качества, которая защищает верность построения белка в клетках, могут привести к дегенерации двигательных нейронов и связанным с ними заболеваниям. .

Моторные нейроны контролируют движение, дыхание, глотание и речь. Их смерть является признаком прогрессирующих заболеваний, таких как мышечная атрофия позвоночника и БАС, также известный как болезнь Лу Герига. Понимание того, что может привести к смерти мотонейронов, является ключом к разработке точных методов лечения. Ученые выясняют, что причин заболеваний двигательных нейронов много.

Исследование, опубликованное 15 сентября 2020 г. в журнале Nature Communications, выделяет несколько вариантов гена, называемого NEMF, в качестве нового фактора, вызывающего заболевания двигательных нейронов. NEMF, сокращение от «фактор-посредник ядерного экспорта», известен своей ролью в устранении сбоев, которые неизбежно возникают во время производства белка клеточными органеллами, называемыми рибосомами.

Здоровый NEMF помогает клеткам перерабатывать искаженные фрагменты белка, полученные по ошибке. Но, как выяснили ученые, несколько мутантных форм NEMF у мышей мешали работе системы и приводили к нервно-мышечным, нейродегенеративным или другим заболеваниям.

Исследованием руководили Жоазейро, который имеет совместные приемы в Scripps Research в Юпитере, штат Флорида, и в Центре молекулярной биологии Гейдельбергского университета в Германии, и Грегори Кокс, доктор философии, из лаборатории генетики млекопитающих Джексона. в Бар-Харборе, штат Мэн.

Десять лет назад Жоазейро обнаружил фермент, убиквитинлигазу E3 листерин/Ltn1, который работает в рамках специального процесса контроля качества, теперь известного как RQC, или связанный с рибосомами контроль качества. Он и его команда также обнаружили, что инактивация фермента вызывает дегенерацию двигательных нейронов у мышей. Однако остается неясным, является ли нейродегенерация результатом дефектного контроля качества, связанного с рибосомами, или какой-либо другой функции листерина. В лаборатории Джексона Кокс изучал мышей с мутациями в другом факторе контроля качества, NEMF. У них наблюдались трудности с движением, включая ходьбу и захват. Лаборатории объединились, чтобы выяснить, являются ли эти дефекты результатом нейродегенеративного процесса. Они хотели выяснить, как работают молекулярные механизмы.

«Результаты убедительно доказывают, что дисфункция контроля качества рибосом вызывает нейродегенерацию», — говорит Жоазейро.

Внутри клетки миллионы рибосом преобразуют генетический код в белки, связывая вместе по одной аминокислоте за раз. Иногда случаются ошибки, некоторые из которых приводят к образованию потенциально токсичных фрагментов белка. Когда это произойдет, производство может быть приостановлено, а система контроля качества рибосомного белка клетки измельчит искаженные части для повторной переработки.

Но оставалось неизвестным, способствовал ли дефект контроля качества рибосом заболеванию человека. Человеческие данные подтвердили исследования, проведенные командой на мышах и дрожжах.

Работая с помощью GeneMatcher, инструмента для пациентов, разработанного в Центре менделевской геномики Бейлора-Хопкинса в Техасе, команда определила девять пациентов из семи неродственных семей, которые имели вероятные патогенные варианты NEMF и имели нервно-мышечные заболевания, а также различные формы развития. проблемы, включая задержку речи и умственную отсталость.

«Было удивительно видеть, как наши ранние и новые данные о мышах вместе со знаниями, полученными о молекулярных механизмах, оказались настолько предсказуемыми в отношении этих результатов у людей», — говорит Жоазейро. «Мы надеемся, что эти достижения однажды окажутся полезными для семей, страдающих этими тяжелыми заболеваниями».

Сейчас команда изучает роль связанного с рибосомами контроля качества при других связанных заболеваниях, добавляет он.

Еще один интересный вывод из этого исследования заключается в том, что этот путь контроля качества белка, по-видимому, необходим для разных видов, добавляет он.

«В прошлом году мы сообщили, что он также присутствует в бактериях и, вероятно, уже был активен в последнем универсальном общем предке, организме, который дал начало всем сферам жизни», — говорит Жоазейро.

Наряду с выводами о том, что отключение системы приводит к нейродегенерации, эта эволюционная консервация подчеркивает важность аберрантного удаления белка, а также предполагает, что развитие системы могло сыграть решающую роль в эволюции сложных организмов, — говорит Жоазейро. p>

«Это исследование показывает, что отсутствие контроля качества, связанного с рибосомами, является причиной болезни двигательных нейронов, которую следует изучить более подробно», — говорит он./p>

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *