Клетки транслируют свой генетический материал быстро и с исключительной точностью для воспроизведения, восстановления повреждений или даже борьбы с болезнями. Но процесс может нарушиться и вызвать болезнь. Побочные продукты ошибочных процессов могут накапливаться, как мусор в механизмах, особенно вокруг нейронов, нарушая механизмы восстановления и вызывая дальнейшие повреждения и даже нейродегенеративные расстройства, такие как болезнь Альцгеймера.
Теперь международная исследовательская группа, возможно, обнаружила, что белок, участвующий в росте опухоли, может помочь регулировать неправильную трансляцию клеток и защитить от распада нейронов. Они опубликовали свои результаты 13 июля в Cell Reports .
"Researchers have begun to understand that age-related neurodegenerative diseases may be caused by slow but steady accumulation of toxic peptide products, which leads to death of neurons, such as beta-amyloid plaques causing Alzheimer's disease," said lead paper author Katsura Asano, professor in Hiroshima University's Graduate School of Integrated Sciences for Life and also in Division of Biology, Kansas State University. "Repeat-associated non-AUG (RAN) translation is one of the mechanisms that generates such toxic products."
При репликации своего генетического материала клетки ищут специально упорядоченные маркеры, которые сигнализируют о месте, где они должны начать и где закончить копию, чтобы образовался определенный белок. Сигналом обычно является «AUG», но для трансляции RAN этот сигнал не нужен, и обработка может начаться в других точках. Проблема в том, что трансляция RAN может закончиться копированием фрагментов повторяющейся генетической информации, которая становится токсичным накоплением, ведущим к нейродегенерации.
«Воспользовавшись нашими знаниями о трансляции, мы проверили, может ли трансляционный регуляторный белок 5MP подавлять трансляцию RAN, которая также подавляла бы продукцию токсичных повторяющихся пептидных продуктов», - сказал Асано.
В болезненных условиях 5MP представляет собой белок, который потенциально может трансформировать здоровую клетку в опухолевую. В здоровых условиях 5MP имитирует белок, участвующий в регуляции трансляции RAN. Исследователи использовали электронную микроскопию и компьютерное моделирование, чтобы выявить структуру преинициативного комплекса молекул, которые собираются до начала трансляции RAN. Они обнаружили, что 5MP конкурирует с белком, который он имитирует в клетках человека, и, когда он побеждает, он снижает трансляцию RAN и ее токсичные побочные продукты.
Чтобы лучше понять, как это открытие влияет на исход болезни , исследователи сконструировали мух с синдромом хрупкой Х-ассоциированной тремор-атаксии, нейродегенеративным заболеванием . Они обнаружили, что повышение уровня 5MP у пораженных мух подавляет нейрональную токсичность и увеличивает продолжительность их жизни.
«Взятые вместе, эти данные предполагают, что модуляция уровней 5MP может быть жизнеспособной терапевтической мишенью, с помощью которой можно избирательно снижать трансляцию RAN при нарушениях повторной экспансии», - сказал Асано. «Дополнительные исследования 5MP и механизма трансляции могут во многом помочь в понимании нейродегенеративных заболеваний и лечении».
