24 марта 2019, воскресенье, 14:02
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

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
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Древний Египет Западная Африка Латинская Америка Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. 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, 1998–2019.