Создайте белок в неправильной форме в организме человека, и симптомы развиваются. Но почему это происходит — почему мутации в белке вызывают болезнь — вопрос, на который еще предстоит ответить.
Новое исследование ученых из Университета Буффало знаменует собой шаг к пониманию этой загадки. Исследование, опубликованное в октябре.
8 в журнале Human Molecular Genetics, показывает, что Htt контролирует движение драгоценного груза, перемещающегося вверх и вниз по нейронам, клеткам, которые составляют ядро нервной системы у животных.
Вы можете буквально увидеть это регулирование в действии: видео и фотографии с микроскопа, сделанные исследовательской группой, показывают, что Htt движется по нейронным магистралям вместе с драгоценными материалами, называемыми Rab-белками, которые жизненно важны для нормального функционирования клеток.
Когда ученые снизили количество доступного немутантного Htt, движение четырех различных белков Rab было изменено, при этом белки либо замедлились, либо ускорились. Замедление привело к возникновению пробок, из-за которых другие важные грузы не могли своевременно добраться до желаемых пунктов назначения в нейронах.
Исследование проводилось на личинках плодовой мухи, но все четыре изученных белка Rab присутствуют в нейронах человека, и ожидается, что задействованные клеточные механизмы будут обнаружены и у людей.
«Проблема с белком Хантингтина заключается в том, что мы знаем, что он связан с болезнью Хантингтона, но у нас нет полного понимания того, какова нормальная функция белка — какой цели он служит в организме и почему проблемы с ним приводят к болезнь ", — говорит ведущий исследователь Шермали Гунавардена, доктор философии, доцент биологических наук Колледжа искусств и наук UB.
«Наше исследование начинает разгадывать тайну того, как Htt участвует в болезни Хантингтона», — говорит она. "Если мы сможем лучше понять роль, которую Htt играет в организме, внутри клеток, мы, возможно, сможем создать терапию, которая лечит болезнь на ранней стадии, до того, как симптомы станут серьезными."
Гунавардена говорит, что, возможно, нейронные пробки, которые наблюдала ее команда, могли способствовать образованию включений — опасных скоплений белков, которые были обнаружены в нейронах пациентов с болезнью Хантингтона.
Htt как контроллер клеточного трафика Внутри нейронов сеть структур микротрубочек служит системой магистралей, позволяя транспортировать материалы из одной части клетки в другую.
Транспортные средства, которые перевозят грузы по этим дорогам, представляют собой пузырьки — крошечные мембранные структуры, которые заключают в себе или иным образом переносят материалы, начиная от нейротрансмиттеров и заканчивая химическими веществами, используемыми для восстановления клеток.
Правильное функционирование этой системы автомагистралей необходимо для правильного функционирования клеток, и новое исследование UB освещает роль, которую Htt играет в поддержании работы дорог.
Исследование было сосредоточено на влиянии Htt на Rab-белки, которые перемещаются с пузырьками по нейрональным путям и считаются необходимыми для образования и движения пузырьков.
Известно 75 белков Rab, и в ходе исследования были изучены 16 белков Rab, которые обнаружены как в нейронах плодовой мушки, так и в человеческих нейронах.
Когда исследователи снизили уровень нормального Htt в нейронах личинок плодовой мушки, это: • Замедлили движение двух белков Rab — Rab3 и Rab19 — вместе с везикулами, прикрепленными к белкам. Было замедлено движение белков, движущихся как к основному телу клетки, так и от него. • Замедляет движение белка Rab7 и связанных везикул, но только для тех, которые движутся к центральному телу клетки. • Ускорено движение белка Rab2 и связанных с ним пузырьков, но только для тех, которые движутся от центрального тела клетки.
Каждый из этих комплексов везикул Rab может транспортировать различные материалы внутри нейронов и выполнять функции, которые жизненно важны для здоровья нервной системы, поэтому изменения в их движении могут привести к неврологическим проблемам, говорит Гунавардена.
«Наше исследование начинает создавать картину того, как Htt может способствовать развитию болезней», — говорит Гунавардена. «Если HTT необходима для определенных аспектов движения Rab и, в свою очередь, функции определенных Rab, то обеспечение того, чтобы этот путь не был нарушен, может предоставить новый терапевтический путь для лечения заболевания, которое не поддается лечению."
В дополнение к Rabs 3, 19, 7 и 2, движение пятого белка Rab также было затронуто, но исследователи все еще анализируют результаты, связанные с этим пятым белком, говорит Гунавардена.
На другие исследованные Rab-белки снижение Htt не влияло.