Ученые выявили возможный механизм запуска болезни Альцгеймера
Клеточный механизм, способный запускать образование патологических клубков тау-белка — структур, связанных с потерей памяти и гибелью нейронов, — может лежать в основе развития болезни Альцгеймера. К такому выводу ученые пришли, воспроизведя их формирование в мозге мышей.
Болезнь Альцгеймера традиционно связывают с накоплением бляшек белка амилоида и клубков тау-белка в тканях головного мозга. В последние годы, однако, множество исследований показало, что именно скопления тау-белка лучше коррелируют с ухудшением памяти и когнитивных функций. Выяснилось, что в мозге пациентов тау-белок формирует парные спиральные филаменты (paired helical filaments, PHF), которые затем собираются в нейрофибриллярные клубки (neurofibrillary tangles, NFT). При этом ученым было неясно, что именно лежит в основе перехода нормального тау-белка в патологическую форму.
Теперь исследовательская группа из Колумбийского университета (США) обнаружила, что ведущую роль в запуске болезни Альцгеймера может играть особая система контроля качества белков, которая присутствует только в нейронах. Эту структуру ученые назвали «нейропротеасома» (neuroproteasome).
Поясним: обычная протеасома действует как клеточная система утилизации, расщепляя поврежденные или ненужные белки. Несколько лет назад у нейронов обнаружили ее дополнительный вариант. Располагаются нейропротеасомы непосредственно на внешней мембране нервных клеток и специализируются на уничтожении недавно синтезированных белков, которые особенно подвержены ошибкам сворачивания.
Чтобы выяснить функцию этой необычной структуры, нейробиологи разработали инструменты, позволяющие избирательно блокировать работу нейропротеасом. В результате уже вскоре после подавления их активности в нейронах начинали формироваться PHF. Причем по своим биохимическим свойствам и микроскопической структуре они были очень похожи на те, что находят в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера.
Эксперименты проводились как на культурах нейронов, так и на мышах. Во всех случаях нарушение работы нейропротеасом приводило к самопроизвольному образованию патологических скоплений тау-белка. Это важно, поскольку большинство существующих моделей болезни Альцгеймера основаны на искусственном «заражении» животных человеческим PHF и другими патологическими формами тау-белка, полученными из тканей пациентов или выращенными в лаборатории. Это мешает изучать самые первые этапы развития недуга.
Особое внимание ученые обратили на ген APOE — крупнейший известный генетический фактор риска болезни. Ген существует в трех основных вариантах: APOE2, APOE3 и APOE4, которые кодируют разные формы белка ApoE. У носителей APOE4 риск возникновения патологии существенно выше, тогда как вариант APOE2 считается защитным.
Выяснилось, что разные формы белка ApoE по-разному влияют на количество нейропротеасом на поверхности нейронов. Наибольшее их число наблюдалось у носителей ApoE2, промежуточное — у ApoE3, а минимальное — у ApoE4. Именно по этой причине нейроны с вариантом гена APOE4 были более уязвимыми к нарушениям системы утилизации белков и быстрее начинали накапливать патологические формы тау-белка.
Эту закономерность подтвердили, дополнительно проанализировав ткани человеческого мозга. У людей с двумя копиями APOE4 количество нейропротеасом было много ниже, чем у носителей других вариантов гена. Кроме того, оказалось, что число нейропротеасом постепенно уменьшалось с возрастом. Поскольку старение остается главным фактором риска, результаты помогают объяснить, почему вероятность развития заболевания резко возрастает в пожилом возрасте.
Таким образом ученые связали в единую картину сразу два важных фактора недуга — старение и APOE4. Их модель показала, что возрастное снижение числа нейропротеасом и генетически обусловленный дефицит этих структур ослабляют контроль над качеством белков в нейронах. По итогу вероятность неправильного сворачивания тау-белка возрастает, запуская процесс формирования PHF, характерных для болезни Альцгеймера.
Результаты научной работы, опубликованной в журнале Nature Neuroscience, открывают перспективное направление для исследований. Если ученым удастся разработать способы поддержания или усиления работы нейропротеасом, это позволит предотвращать образование тау-клубков до развития необратимой гибели нейронов и появления симптомов деменции.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии