Болезнь Альцгеймера связали с липким мутантным белком
Японские ученые обнаружили, что мутация в гене белка MARK4 (microtubule-affinity regulating kinase 4) делает его структуру более липкой и, именно поэтому он с большей вероятностью накапливается в мозге. Это в конечном итоге приводит к болезни Альцгеймера. Про открытие рассказывается в Journal of Biological Chemistry (Oba et al., Microtubule Affinity Regulating Kinase 4 with an Alzheimer’s disease-related mutation promotes tau accumulation and exacerbates neurodegeneration).
Сегодня от болезни Альцгеймера страдают десятки миллионов людей во всем мире. По данным Всемирной организации здравоохранения, в настоящее время это наиболее частая причина старческого слабоумия. Ожидается, что если в ближайшее время эффективное лекарство от этого недуга не будет найдено, число заболевших во всем мире будет удваиваться каждые 20 лет.
Считается, что болезнь Альцгеймера вызвана накоплением и образованием в головном мозге крупных сгустков тау-белка. Эти липкие агрегаты вызывают гибель нейронов, что приводит к ухудшению памяти, нарушению двигательных функций, а впоследствии и к смерти человека. На сегодня точная причина, по которой тау-белок внезапно начинает накапливаться в клетках пациентов с болезнью Альцгеймера, не установлена. Детальное понимание механизмов образование этого «клеточного мусора» может помочь в разработке новых методов лечения и предотвращения развития болезни.
Исследователи из Токийского университета под руководством доцента Канэ Андо (Kanae Ando) обнаружили вероятную причину развития патологического состояния мозга, которое обычно сопряжено с развитием болезни Альцгеймера. Они изучили роль, которую в развитии болезни играет фермент MARK4 (киназа 4, регулирующая сродство к микротрубочкам). В норме тау-белок является важной частью структуры клетки и ее цитоскелета. Чтобы концевые участки микротрубочек постоянно разбирались и вновь выстраивались необходимо, чтобы тау-белок вовремя откреплялся от них. Именно фермент MARK4 помогает тау-белку это сделать.
Однако если ген, создающий нормальный белок MARK4, несет мутацию, начинаются проблемы. Ученые смогли внести точечные изменения в геном трансгенных дрозофил, который ко всему прочему продуцирует человеческий тау-белок. В результате можно было проследить in vivo, как поломанный фермент MARK4 вносит изменения в работу тау-белка, создавая его патологическую форму.
Рисунки из статьи Oba et al.
Под воздействием мутантной формы MARK4, на тау-белке появляется избыточное количество определенных химических групп (остатков фосфорной кислоты), из-за чего тот сворачивается в неправильную форму. Этот «плохой» тау-белок гораздо легче скапливается в виде плотных сгустков, больше не может быть растворен веществами-детергентами и в результате вызывает нейродегенерацию.
Степени агрегации тау-белка при сопряженной экспрессии различных типов поврежденного фермента MARK4.
Также исследователи обнаружили, что поломки в гене фермента MARK4 могут вызывать довольно широкий спектр других заболеваний, которые связаны с накоплением и агрегацией иных белков внутри нервных клеток. Именно поэтому исследования данного белка и его взаимодействий с клеточными структурами помогут в выработке новых методов лечения широкого спектра нейродегенеративных заболеваний.
N+1
Портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru
