Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
6 декабря 2016, вторник, 19:08
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

17 октября 2014, 10:01

Внутриклеточный транспорт и болезнь Паркинсона

Структура белка LRRK2
Структура белка LRRK2
Wikimedia Commons

В последнем номере Nature Communications опубликована работа, проливающая свет на некоторые механизмы развития болезни Паркинсона и предлагающая возможный путь лечения.

Болезнь Паркинсона – нейродегенеративное заболевание, развивающееся преимущественно в пожилом возрасте. Среди людей старше 60 лет болеет примерно 1% людей, старше 85 – 2,5-4%. В первую очередь, у заболевших возникают проблемы с движением, затем расстройства вегетативной нервной системы и психики. Без лечения человек утрачивает самостоятельность примерно через 10 лет. Принципиального лечения нет, можно только немного замедлить нарастание симптомов. В связи со старением населения в развитых странах поиски лекарства делаются все более актуальной проблемой.

На клеточном уровне болезнь обусловлена гибелью нейронов экстрапирамидальной системы. Эта система одна из самых старых в головном мозге, она управляет движением. Для управления движением система должна посылать сигналы к периферическим двигательным нейронам, находящимся далеко от головного мозга. Экстрапирамидальная система состоит, в основном, из нейронов, для которых основным нейромедиатором служит дофамин. Уровень дофамина при развитии заболевания резко падает. При этом синтетический предшественник дофамина L-DOPA с некоторым (небольшим) успехом используется в качестве лекарства против болезни Паркинсона.

О причинах болезни до сих пор ведутся дискуссии. Тот факт, что в 15% случаев у человека, заболевшего болезнью Паркинсона, есть заболевшие родственники, указывает на то, что наследственность играет определенную роль. Мутации в определенных генах с большой вероятностью вызывают болезнь Паркинсона. Один из таких генов кодирует белок LRRK2 (Leucine-rich repeat kinase 2 также известный под названием дардарин – от баскского слова «дардара», означающего дрожание). Одна мутации в этом гене ответственна за 2% случаев болезни Паркинсона у белого американского населения, за 20% у евреев-ашкенази и за 40% у североафриканских берберов.

Эта мутация вызывает развитие болезни Паркинсона по доминантному типу, то есть достаточно мутации всего в одной копии гена. Если бы была необходима мутация в обеих копиях, это бы значило, что белок с мутацией не может выполнять своей функции. А в нашем случае, скорее всего, это значит, что у белка с мутацией появляются неожиданные новые (или избыточные) функции. Любопытно, что в другом исследовании выяснилось, что мутации в этом гене связаны также с болезнью Крона – хроническим воспалительным заболеванием желудочно-кишечного тракта. Вероятно, это свидетельствует о наличии общих механизмов у этих заболеваний. По всей видимости, у этих двух болезней при внешней несхожести симптомов есть что-то общее в механизме.

Белок LRRK2 состоит из нескольких частей (доменов), выполняющих разные, в первую очередь, регуляторные функции. Было показано, что избыточная активность этого фермента приводит к укорочению нейронов и уменьшает разветвленность их структуры в культуре, а выключение – наоборот, к увеличению длины и разветвленности.

Авторы работы выдвинули предположение, что активность LRRK2 оказывает влияние на внутриклеточный транспорт. Дело в том, что в связи со своей некомпактной формой нейроны особенно сильно зависят от эффективности внутриклеточного транспорта. Внутриклеточный транспорт обычно происходит вдоль микротрубочек – белковых молекул, образующих скелет эукариотической клетки. Из-за нарушений работы транспорта молекулы, необходимые, например, для ремонта прохудившейся стенки аксона, не успевают вовремя попасть в нужное место и нейрон разрушается.

Для того, чтобы транспорт вдоль микротрубочек происходил достаточно эффективно, белки, из которых микротрубочки состоят, должны быть химически модифицированы – ацилированы. В норме это динамический процесс, ацильные группы могут присоединяться и отсоединяться. Оказалось, что мутантные формы LRRK2 связываются с микротрубочками сами и препятствуют ацетилированию. Оказалось, что это новое, губительное для клеток, равновесие можно сдвинуть.

Например, ингибирование деацетилаз приводило к тому, что аномальные комплексы микротрубочек и мутантных форм переставали образовываться. К похожим результатам приводили другие методы увеличения степени ацетилирования. После этого были произведены эксперименты с дрозофилами, носителями аналогичных мутаций. Оказалось, что ингибитор деацетилирования восстановил в их нейронах транспорт, а ранее нарушенные двигательные функции были восстановлены.

Нет уверенности, что аналогичный механизм лежит в основе всех случаев болезни Паркинсона, но, возможно, другие белки, мутации в генах которых связаны с болезнью, нарушают внутриклеточный транспорт как-нибудь иначе. Это покажут дальнейшие исследования. Гипотеза внутриклеточного транспорта до появления этой работы была довольно спекулятивной, а теперь получила важное экспериментальное подтверждение. Кроме того, найден перспективный кандидат на роль лекарства более эффективного, чем все нынешние.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Facebook Google GPS IBM iPhone PRO SCIENCE видео ProScience Театр Wi-Fi альтернативная энергетика «Ангара» античность археология архитектура астероиды астрофизика Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса визуальная антропология вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология глобальное потепление грибы грипп демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии коронавирус космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. открытия палеолит палеонтология память педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы ракета растения РБК РВК регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы Сингапур смертность Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа эволюция эволюция человека экология эпидемии этнические конфликты этология ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.