Фото: pixabay.com"Мы выяснили, что фермент PRMT6 помечает молекулы белка хантингтина, из-за мутаций в котором развивается болезнь Хантингтона. Как оказалось, эти метки необходимы для нормальной работы всей цепочки белков, которая участвует в передаче сигналов внутри нервных клеток", – рассказала Мануэла Басcо, один из авторов исследования, доцент Трентского университета.
Болезнь Хантингтона – это тяжелое прогрессирующее заболевание нервной системы, которое связано с появлением мутаций в гене HTT. Точная роль этого участка ДНК в работе организма человека пока неизвестна, однако если в нем находится слишком много генетических повторов, примерно к 30–50 годам жизни нейроны мозга начинают гибнуть.
Раньше всего это происходит в так называемом полосатом теле мозга – участке, который отвечает за поддержание мышечного тонуса, принятие решений, тормозной контроль и многие другие функции. Гибель его клеток приводит к тому, что носитель болезни Хантингтона периодически начинает совершать беспорядочные и непроизвольные движения, постепенно теряя контроль над мускулами. Впоследствии нарушаются и когнитивные функции мозга. Однако их характер индивидуален для каждого больного.
Ученые до сих пор не знают, как именно гибнут нервные клетки полосатого тела и других регионов мозга, а также какую роль в этом процессе играют поврежденные молекулы белка хантингтина, за производство которого отвечает ген HTT. Бассо и ее коллеги нашли ответ на этот вопрос: в ходе нового исследования они обнаружили еще одну белковую цепочку, которая замешана в развитии болезни.
В ходе работы исследователи пытались понять, почему изменения структуры гена HTT замедляют передачу химических сигналов внутри аксонов – длинных нервных окончаний, которые связывают нейроны друг с другом или другими клетками. Для этого биологи проследили за взаимодействиями хантингтина и нескольких десятков других белков, которые предположительно задействованы в обмене сигналами внутри аксонов.
Неожиданно оказалось, что очень важную роль в этом процессе играл фермент PRMT6. Он взаимодействовал с хантингтином на одном из этапов передачи химических сигналов, в ходе которого информация транспортировалась из аксона в сторону ядра нервной клетки.
В дальнейшем Бассо и ее коллеги выяснили, что этот фермент присоединяет к хантингтину особые метки, которые помогают клетке отличать сигналы, поступающие из аксонов или направляющиеся в их сторону. Из-за нарушений в структуре обоих белков клетка не может отсортировать входящие и исходящие химические сигналы.
Узнав это, биологи проверили, что произойдет, если искусственно заблокировать или ускорить производство фермента PRMT06 в клетках мышей. Первое резко ускорило гибель нервных клеток, а второе значительно замедлило появление симптомов болезни. Аналогичных результатов ученые добились в схожих опытах на мушках-дрозофилах.
В дальнейших экспериментах Бассо и ее коллеги надеются узнать, как можно воспроизвести этот благотворный эффект в нервных клетках людей, которые страдают от болезни Хантингтона.
