Go Totsukawa / Tokyo Metropolitan University, 2020
Японские ученые обнаружили, что мутация в гене белка MARK4 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.
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. 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
Kanae Ando et.al / JBC, 2020
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.
Ранее в увеличении риска развития болезни Альцгеймера подозревалось большое количество возможных причин. Например, подозрения падали на вирус герпеса, на неправильный образ жизни или на бактериальную этиологию развития болезни. Интересны также предлагаемые способы лечения от опасного недуга. Например, здесь вы сможете прочитать о том, что микродозы ЛСД могут помочь в борьбе с болезнью.
Алексей Козлов