Лемуры помогли доказать «митохондриальную» природу деменции — Naked Science
10.03.2017, 13:47
8 минут
Редакция
68

Лемуры помогли доказать «митохондриальную» природу деменции

Американские ученые показали, что хромосомные перестройки Alu-повторов в гене TOMM40 потенциально позволяют предсказывать митохондриальные патологии, характерные для ранних стадий болезни Альцгеймера. Статья опубликована в журнале Alzheimer's & Dementia.

untitled-1

Болезнь Альцгеймера, или сенильная деменция, представляет собой возрастное нейродегенеративное заболевание, которое выражается в постепенном распаде психических функций и ведет к смерти. По данным Организации Объединенных Наций (ООН), в 2006 году в мире было зафиксировано свыше 26 миллионов случаев болезни. Несмотря на ее распространенность, способов лечения этой формы деменции не существует. Прошлые работы позволили выявить множество генов-кандидатов, связанных с риском болезни Альцгеймера, однако в случае отдельных локусов их объяснительная сила не превышает четырех процентов.

 

Этиология заболевания также остается неясной. Доминирующей является гипотеза, которая связывает развитие болезни Альцгеймера с накоплением в мозге нейрофибриллярных клубков и амилоидных бляшек, «склеивающих» нейроны и нарушающих их работу. «Амилоидная» гипотеза подтверждается многими наблюдениями, однако экспериментальные препараты, рассчитанные на разрушение бета-амилоидных «сцепок», уже неоднократно терпели неудачу во время испытаний на человеке. Так, в ноябре 2016 года третью фазу клинических исследований провалил соланезумаб.

 

В 2004 году специалисты Университета системы здравоохранения Виргинии в качестве альтернативы предложили «гипотезу митохондриального каскада». Дело в том, что, в отличие от других клеток, большинство нейронов после рождения организма прекращают деление, что повышает риск накопления «ошибок» в их митохондриях. Согласно этой гипотезе, митохондриальные патологии ведут к энергетическому голоду и гибели нервных клеток и, как следствие, к нейродегенеративным заболеваниям.

 

До недавних пор то, как митохондрии сокращаются с возрастом, было неизвестно. Но в 2009 году группа американских неврологов обнаружила корреляцию между риском болезни Альцгеймера, геном транслоказы наружной митохондриальной мембраны 40 (TOMM40) и Alu-повторами — мобильными генетическими элементами, хромосомные перестройки которых (на интронах 6 и 9 TOMM40) приводят к нарушению аденин-инозин редактирования РНК и связываются с наследственными заболеваниями человека. В частности, некодирующая область TOMM40, включая Alu-повторы, имела разную длину.

 

Нормальный и усеченный транскрипты TOMM40. Голубым цветом выделены основные изменения вторичной структуры / ©Peter A. Larsen et al., Alzheimer’s & Dementia, 2017

 

В новой работе ученые из Университета Дьюка проверили число мобильных элементов в 1145 генах, кодирующих митохондриальные белки, и в 8973 случайных генах серого мышиного лемура (Microcebus murinus) — как и человек, этот вид приматов может испытывать симптомы, характерные для болезни Альцгеймера. После этого показатель сравнили с другими видами лемуровых (Lemuridae). Результаты показали, что число Alu-повторов в гене TOMM40 серого мышиного лемура было выше, чем у остальных представителей семейства. Согласно моделированию, избыток Alu-повторов ограничивал экспрессию гена, что приводило к усечению аминокислотной последовательности его транскрипта. При этом 3’-конец молекулы РНК длиной 335 последовательностей (при норме 361 последовательность) совпадал с AluY-повтором на интроне 9.

 

Примечательно, что множественные вставки Alu-повторов в генах, кодирующих митохондриальные белки, связывались с нейродегенеративными заболеваниями и ранее. Так, избыток ретротранспозонов на участке гена ABCD1 был обнаружен у пациентов с адренолейкодистрофией, а в гене OPA1 — у пациентов с доминантной атрофией зрительного нерва. По мнению авторов, это указывает на то, что перестройки в Alu-повторах, редактирующих транскрипты митохондриальных генов, вероятно, являются общим маркером патологий центральной нервной системы (ЦНС). В дальнейшем анализ таких мобильных элементов может помочь в ранней диагностике болезни Альцгеймера и ее лечении.

 

В последние годы разными группами исследователей были предложены перспективные методы лечения болезни Альцгеймера. Так, эксперименты показали, что замедлить ухудшение памяти таким пациентам можно путем ингибирования никотиновых рецепторов, а для профилактики сенильной деменции подходят кофеинчтение фэнтези и специальные видеоигры.

СФУ
137 статей
Сибирский федеральный университет (СФУ) – крупнейший университет восточной части России. Состоит из 21 профильного института и 3 филиалов. Выполняет широкий спектр уникальных научных исследований в области биотехнологий, новых материалов, металлургии и горного дела, нанотехнологий, архитектуры и дизайна, космических и информационных технологий, математики, геномики, медицины и по многим другим направлениям. В университете действуют ведущие научные школы РФ, поддержанные грантами Президента РФ: «Дендроклиматический и дендроэкологический мониторинг лесов Северной Евразии» (руководитель – академик РАН Евгений Ваганов), «Экологическая биофизика» (руководитель – академик Иосиф Гительзон). А также научная школа профессора Августа Циха «Интегральные методы в комплексном анализе и алгебраической геометрии» и научная школа профессора Георгия Шайдурова «Радионавигационные и радиолокационные системы и устройства».
9 ноября
4 9 минут
Александр Березин

На Западе набирает обороты очередная инициатива по массовой посадке деревьев — TeamTrees. К ней присоединился даже Илон Маск, сменив свое имя в твиттере на Трилон Маск. Считается, что массовые посадки помогут в борьбе с глобальным потеплением. Как мы покажем ниже, на самом деле, все может быть ровно наоборот.

Вчера, 13:48
17 минут
Редакция

Кто-то еще со школы записался в технари: «были хорошие оценки по математике», другие безнадежно махнули на себя рукой: «гуманитарий». Да только не все так просто – чистых гуманитариев и технарей в природе очень мало: всего 1­­–2%, тем более что определиться с этим не так легко, как кажется. Не говоря уже о том, что есть другие категории, например естественники.

Вчера, 16:08
5 минут
Полина Гершберг

Подавление метаболизма глутамина истощает клетки опухолей и улучшает иммунный ответ.

5 ноября
19 минут
Александр Березин

Новое исследование подтвердило, что зонд «Вояджер-2» вышел из гелиосферы. Однако реальная новость вновь заслоняется выдуманной: часто пишут, будто «Вояджер-2» и «Водяжер-1» покинули Солнечную систему. Разберемся, почему это не так и что плохого в обмане длиной в 30 тысяч лет.

9 ноября
4 9 минут
Александр Березин

На Западе набирает обороты очередная инициатива по массовой посадке деревьев — TeamTrees. К ней присоединился даже Илон Маск, сменив свое имя в твиттере на Трилон Маск. Считается, что массовые посадки помогут в борьбе с глобальным потеплением. Как мы покажем ниже, на самом деле, все может быть ровно наоборот.

5 ноября
5 минут
Сколтех

Группа исследователей из Сколтеха под руководством профессора Анатолия Дымарского изучила тепловые эффекты в квантовых системах с дополнительными симметриями.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: