Работа с белками мозга предлагает методы лечения наследственной умственной отсталости, аутизма

Теперь исследователи имеют гораздо более четкое представление о том, как мутации в одном гене могут вызывать сложные когнитивные нарушения, характерные для синдрома ломкой Х-хромосомы, наиболее распространенной наследственной формы умственной отсталости. Поскольку у большинства пациентов с синдромом ломкой Х-хромосомы также наблюдаются симптомы аутизма, полученные данные дают надежду на излечение обоих состояний.

Отчет в выпуске журнала Cell за 22 июля, опубликованном Cell Press, определяет набор молекул информационной РНК (мРНК), которые белок задержки умственного развития Fragile-X (FMRP) связывает в мозге мышей. Многие из этих мРНК кодируют белки, которые функционируют в точках соединения нейронов. При правильном связывании FMRP предотвращает трансляцию этих мРНК в белки до тех пор, пока не придет время.

"Понимая впервые прямые цели FMRP и его действия, мы открываем целый мир потенциальных возможностей для лечения, разработанного для улучшения здоровья детей с ломкой X-хромосомой или аутизмом," сказал Роберт Дарнелл, исследователь Медицинского института Говарда Хьюза в Университете Рокфеллера.

"Сила исходит от того, чтобы взять два заболевания с похожими симптомами и посмотреть, что общего," добавила Дженнифер Дарнелл, также из Университета Рокфеллера. По ее словам, из почти 850 выявленных целей FMRP, вероятно, только гораздо меньшая подгруппа имеет реальное влияние на здоровье или болезнь.

В своем достижении команда Дарнелла использует технику, которую они разработали несколько лет назад на основе "биохимический трюк". Они используют ультрафиолетовый свет для укрепления связей между белком, в данном случае FMRP, и мРНК, которые он связывает. Эти комплексы белок-мРНК затем можно выделить и секвенировать, чтобы выявить "красивая карта" транскриптов мРНК и где именно они связаны с FMRP.

Эксперименты показывают, что FMRP специфически связывается с кодирующими белок частями этих мРНК головного мозга. Дженнифер Дарнелл сказала, что распределение отличается от того, что они видели раньше, и очень похоже на распределение рибосом, клеточных компонентов, которые собирают белки.

Дальнейшие эксперименты показывают, что FMRP действует как "тормозить," обратимая остановка рибосом после того, как они связывают мРНК. Роберт Дарнелл сравнил FMRP с соплом на конце шланга. Это позволяет загружать транскрипты мРНК рибосомами в тех местах, где они будут необходимы, и когда наступит подходящий момент, могут произойти всплески трансляции (синтез белка). Такой жесткий контроль, вероятно, будет иметь решающее значение для формирования и пластичности нейронных связей, клеточной основы обучения и памяти.

Их основные научные открытия предлагают две разные общие стратегии лечения синдрома ломкой Х-хромосомы: за счет снижения активности определенных белков, которые обычно скрываются с помощью FMRP, или путем замены способности FMRP останавливать рибосомы. Примечательно, что Дарнеллы говорят, что именно антибиотики замедляют рост бактерий.

"Возможно, мы сможем избежать лишнего синтеза белка," Дженнифер Дарнелл сказала.

Роберт Дарнелл добавил, что в конечном итоге история будет расширена. "FMRP – один из многих регуляторных белков нейрона. Это не работает само по себе."

Блог обо всем