Над

May 29, 2023

Связь между контролем качества синтеза белка в клетках и неврологическими расстройствами впервые была прояснена исследователями RIKEN1. Это открытие может помочь в разработке новых методов лечения таких когнитивных расстройств.

Сложные молекулярные фабрики внутри клеток, рибосомы преобразуют генетический код в белковые молекулы. Этот синтез белка протекает урывками, а иногда и полностью останавливается.

Когда это происходит, запускается важный процесс контроля качества, который разрушает образовавшиеся неполные белковые нити, которые в противном случае могли бы повредить клетки. Эта операция по зачистке известна как контроль качества, связанный с рибосомами (RQC).

Недавно появились некоторые данные, свидетельствующие о том, что в результате сбоя в RQC возникают различные расстройства головного мозга, но никто не знал, как это происходит.

«Предыдущие исследования показали, что дисфункция ПКК может привести к нейродегенеративным расстройствам», — говорит Мотомаса Танака из Центра исследований мозга RIKEN. «Поэтому нас действительно интересует то, что происходит в нейронах, но большинство исследований до сих пор были сосредоточены на культивируемых клеточных линиях или дрожжевых клетках, а не на нейронах».

Теперь Ре Эндо, Танака и его коллеги обнаружили, что удаление ключевого гена в RQC в нейронах мышей приводит к дефектам развития нейронов.

Рисунок 1: Рибосома в представлении художника. Он преобразует генетический материал (полуспираль справа) в белки (вверху слева), необходимые клеткам для функционирования. Исследователи RIKEN теперь обнаружили связь между нарушением регуляции контроля качества, связанного с рибосомами, и когнитивными расстройствами. © КРИСТОФ БУРГСТЕДТ/НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА

В частности, команда обнаружила, что мыши, у которых отсутствует фермент, известный как LTN1, имеют более высокие уровни двух сигнальных молекул: TTC3 и UFMylation. «Количество белка TTC3 увеличилось более чем в десять раз», — отмечает Танака. «Это было действительно удивительно, поскольку это излишнее убийство».

Эти сигнальные молекулы служат для отключения трансляции генетического материала в белки – положительный эффект. Но они заходят слишком далеко и тормозят рост нейритов-отростков от нейронов, которые в дальнейшем образуют связи с другими нейронами. Считается, что именно это торможение нейритов приводит к проблемам в нейронах.

«Сверхэкспрессия TTC3 определенно помогает остановить трансляцию, и это хорошо», — говорит Танака. «Но в то же время он также сдерживает расширение нейритов, уменьшая связь между нейронами. Вероятно, это является причиной когнитивной дисфункции».

Танаке нравится создание еще более ужасной ситуации из-за чрезмерной компенсации первоначальной проблемы сверхактивной иммунной системы, которая может вызвать серьезные заболевания, такие как хроническое воспаление и аллергия.

Это открытие может помочь в разработке новых методов лечения. «Мы думаем, что некоторые терапевтические стратегии, нацеленные на TTC3 или сигнальные факторы освещения, также могут быть интересны в будущем», — говорит Танака.

Теперь команда намерена изучить взаимосвязь между накоплением сигнальной дисфункции и расстройствами головного мозга человека.