Objav nervových buniek môže zlepšiť možnosti liečby pacientov s neurodegeneratívnymi ochoreniami

Objav nervových buniek môže zlepšiť možnosti liečby pacientov s neurodegeneratívnymi ochoreniami

Objav, ktorý by mohol zlepšiť možnosti liečby pacientov s neurodegeneratívnymi ochoreniami, urobili vedci z King's College London a University of Bath v Spojenom kráľovstve.

Toto zistenie sa zameriava na molekulu, ktorá hrá dôležitú úlohu vo vývoji nervových buniek a je známe, že prispieva k ochoreniu, keď zlyhá. Predtým sa predpokladalo, že táto molekula je obmedzená na jadro (organela, ktorá obsahuje bunkovú DNA a je oddelená od zvyšku bunky membránou), ale táto nová štúdia potvrdzuje predchádzajúce zistenia toho istého tímu, že ju možno nájsť aj v cytoplazme (vodnaté vnútro bunky). Štúdia tiež prvýkrát ukazuje, že cytoplazmatický pool tohto proteínu je funkčne aktívny.

Toto zistenie má dôležité dôsledky pre výskum neurodegeneratívnych chorôb, ako je Alzheimerova choroba a choroba motorických neurónov.

Objav opísaný v Current Biology urobila profesorka Corinne Houartová z King's College London v spolupráci s doktorom Nikolasom Nikolaouom z Katedry biologických vied v Bath.

Strata funkcie nervov

Vedci už nejaký čas vedia, že zostrihové proteíny – molekuly študované v tomto výskume – sa môžu niekedy agregovať a vytvárať nerozpustné komplexy v cytoplazme bunky a že tieto komplexy môžu narušiť funkciu neurónu (nervovej bunky), čo v konečnom dôsledku spôsobí, že neurón stratí funkciu a degeneruje. Táto štúdia je však prvou, ktorá ukazuje, že kľúčový zostrihový proteín možno nájsť v komplexoch proteín/messenger RNA (známych ako RNA granule) v axónoch nervových buniek.

Axóny sú dlhé výbežky, ktoré vedú elektrické impulzy preč z tela nervovej bunky, spájajú neuróny so susednými neurónmi alebo prenášajú informácie z neurónov do tkanív v tele (napr. svaly alebo koža). Je známe, že dysfunkcia axónov je príčinou mnohých progresívnych neurologických porúch, takže objav zostrihových proteínov v tejto časti nervovej bunky poskytuje kľúče k mechanizmu, ktorý by mohol viesť k ochoreniu.

Tvorba molekuly mediátorovej RNA

Elektronická kniha Genetika a genomika

Kompilácia top rozhovorov, článkov a noviniek za posledný rok. Stiahnite si bezplatnú kópiu

Vedci zistili, že zostrihový proteín SNRNP70 sa viaže na vlákna messenger RNA (mRNA) a potom ich tvaruje. Tieto vlákna prenášajú genetickú informáciu z DNA v jadre do cytoplazmy bunky. Informácie v mRNA vytvárajú ďalšie proteíny, stavebné kamene života. Tím tiež zistil, že zostrihový proteín je potrebný na to, aby sa mRNA pohybovala z tela nervovej bunky pozdĺž axónov do periférnejších častí neurónu.

V komentári k tomuto výskumu, ktorý využíva zebrafish ako genetický modelový systém, Dr. Nikolaou: "Keď sme zasahovali do funkcie zostrihového proteínu, videli sme, že motorické neuróny sa nevytvorili dobre a stratili ďalšie dôležité spojenia. Tento typ správania sa pozoruje aj pri ľudskej neurodegenerácii. Keď sa však SNRNP70 znovu zaviedol iba do cytoplazmy a axónov týchto neurónov bolo dosť. konektivitu a neuróny na obnovenie funkcie.“

Napriek tomu, že je to malá sladkovodná ryba, zebra je druh s nervovým systémom nápadne podobným tomu ľudskému.

V ďalšej fáze tohto výskumu doktor Nikolaou skúmal presnú funkciu tohto proteínu v axónoch. "Vieme, že proteíny interagujú s inými proteínmi, takže s ktorými proteínmi táto molekula interaguje? A čo sa stane, keď odstránime tieto komplexy z cytoplazmy - ako to ovplyvní funkciu neurónov?"

Teraz, keď vieme, že tieto typy molekúl majú funkciu mimo jadra, musíme pristupovať k neurodegenerácii z iného uhla pohľadu a položiť si otázku, ako tieto agregáty spôsobujúce choroby ovplyvňujú funkciu týchto proteínov nielen v jadre, ale aj v cytoplazme a akú úlohu zohrávajú pri rozklade neurónov. Toto je niečo, o čom sa doteraz neuvažovalo."

Dr. Nikolas Nikolaou, Katedra biologických vied, Univerzita v Bathe

Zdroj:

Univerzita v Bath

Referencia:

Nikolaou, N., a kol. (2022) Cytoplazmatický pool spliceozómového proteínu U1 SNRNP70 formuje axonálny transkriptóm a reguluje motorickú konektivitu. Súčasná biológia. doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.048.

.