• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
05.05.2022
Михаил Орлов
967

«Машины по утилизации белков» ломаются, попадая в вязкие сгустки

5.8

Протеасомы — крупные внутриклеточные комплексы, с помощью которых клетка избавляется от ненужных белков. Оказывается, фрагмент TDP-43 (белка, участвующего в развитии нейродегенеративных расстройств) способен образовывать вязкий гель, в котором застревают и потому перестают работать протеасомы. Ученые полагают, что это вносит вклад в развитие нейродегенеративного процесса, то есть массовую гибель нейронов.

Модель протеасомы
Модель протеасомы / © free3d / Автор: Сергей Данилов

Нейродегенерации — целая группа заболеваний нервной системы, которые постепенно и зачастую незаметно убивают нервные клетки. Самой распространенной нейродегенерацией считают болезнь Альцгеймера, вызывающую нарушения памяти и когнитивных процессов, однако в действительности таких болезней довольно много. Сюда относятся, скажем, фронтотемпоральная деменция, недавно выделенная особая нейродегенерация LATE-NC и боковой амиотрофический склероз (БАС). Стоит отметить, что БАС поражает не головной мозг, а двигательные нейроны спинного — это заболевание получило известность во многом потому, что им страдал Стивен Хокинг.

Установить причины гибели нервных клеток при нейродегенерации не всегда просто, однако огромные усилия исследователей уже позволили многое узнать. Например, в патогенезе всех перечисленных выше болезней в той или иной мере участвует белок TDP-43 (TARDP).

TDP-43 связывает ДНК, о чем исследователям было известно довольно давно. Помимо этого, его молекулы склонны образовывать фибриллы, то есть длинные прочные волокна. А из новой публикации немецких ученых следует, что небольшие фрагменты белка TDP-43 к тому же способны формировать вязкие, напоминающие гель сгустки. Самым интересным оказалось то, что в этой «молекулярной трясине» из TDP-43 застревают и оттого приходят в негодность работающие протеасомы.

Протеасомы — крупные молекулярные машины, предназначенные для утилизации ненужных белковых молекул. При этом для того, чтобы некоторый белок попал в протеасому и подвергся ферментативному расщеплению, он должен сперва получить «метку смерти» — остаток убиквитина. Этот процесс ученые называют убиквитинированием.

Визуализация данных криоэлектронной микроскопии (синим показаны протеасомы, красным — сгустки TDP-43, желтым — рибосомы) / © Riemenschneider et a.

Однако увязшие в «жиже» из TDP-43 протеасомы уже не могут устранять нежелательные белки — скажем, имеющие неправильную форму или отработавшие свой ресурс. Исследователи полагают, что вывод протеасом из строя этим белком — один из важных механизмов развития нейродегенеративных расстройств.

Известно, что определенные мутации в кодирующем TDP-43 гене усиливают его способность нарушать «утилизацию» белков и работу протеасом. В частности, такой эффект вызывают все мутации TDP-43, которые связаны с боковым амиотрофическим склерозом.

Чтобы разобраться с этими сложными молекулярными механизмами, ученые использовали флуоресцентные метки и метод криоэлектронной микроскопии (Cryo-EM). По его названию нетрудно догадаться, что он предусматривает глубокую заморозку образца. Действительно, очень низкая температура позволяет проводить исследования в более «естественной» для молекул среде и избежать использование органических растворителей, красителей и тому подобного. В итоге наблюдаемая картина максимально приближена к тому, что происходит в реальной клетке, а разрешение позволяет хорошо различать отдельные атомы.

Новое открытие опубликовано в журнале EMBO Reports и может стать важным вкладом в понимание механизмов нейродегенеративных болезней, а также возможных способов их лечения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

Сегодня, 11:57
Александр Березин

Когда SpaceX показала скафандр для летней миссии 2024 года Polaris Dawn, многие отреагировали едва ли не восторженно. Еще бы: новый внекорабельный скафандр для такой миссии выглядит стильно и, главное, негромоздко. Но вот у специалистов внешний вид снаряжения вызвал серьезную тревогу. Маск действительно собирается высаживать людей на Луну и Марс в скафандрах без кислородного баллона? Это революция в скафандростроении или самый опасный эксперимент над астронавтами в истории? В 1960-х из-за неоптимальных костюмов США уже потеряли трех человек в наземной репетиции полета. Станет ли SpaceX следующей в этой печальной эстафете?

24 мая
Ольга Иванова

Обычно жизнь неандертальцев изображают как крайне тяжелую с высоким уровнем стресса, в том числе детского. Международная группа ученых пришла к выводу, что их дети, как и отпрыски наших непосредственных предков, имели одинаковый уровень стресса, но на разных стадиях развития. Это может говорить о разных подходах к уходу за детьми, что, возможно, имело долгосрочные последствия — частично такое обстоятельство вызвало вымирание неандертальцев.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

Сегодня, 11:57
Александр Березин

Когда SpaceX показала скафандр для летней миссии 2024 года Polaris Dawn, многие отреагировали едва ли не восторженно. Еще бы: новый внекорабельный скафандр для такой миссии выглядит стильно и, главное, негромоздко. Но вот у специалистов внешний вид снаряжения вызвал серьезную тревогу. Маск действительно собирается высаживать людей на Луну и Марс в скафандрах без кислородного баллона? Это революция в скафандростроении или самый опасный эксперимент над астронавтами в истории? В 1960-х из-за неоптимальных костюмов США уже потеряли трех человек в наземной репетиции полета. Станет ли SpaceX следующей в этой печальной эстафете?

22 мая
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: