Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Здоровые прионы защищают оболочки нервных волокон

Ученые выяснили функции прионного белка в здоровой нервной системе
Медновости

Международная группа исследователей выяснила функции неизмененного прионного белка PrPC в нервной системе млекопитающих, пишет Nature (Healthy prions protect nerves). Оказалось, что этот белок, способный трансформироваться в инфекционный агент, необходим для поддержания целостности защитных миелиновых оболочек нервных волокон.

Прионы (англ. proteinaceous infectious particles, белковые заразные частицы) – особый класс чисто белковых, не содержащих нуклеиновых кислот, инфекционных агентов, вызывающих тяжёлые заболевания центральной нервной системы у человека и ряда высших животных (т.н. медленные инфекции).

Одним из первых охарактеризованных прионных белков стал PrP (от англ. prion-related protein или protease-resistant protein). Он может существовать в двух конформациях – «здоровой», PrPC, которую он имеет в нормальных клетках (C – от англ. cellular, «клеточный»), и «патологической» – PrPSc, собственно прионной. Обозначение “Sc” образовано от английского названия аналога коровьего бешенства, давно известной болезни scrapie (от scrape – скрести), почесухи овец, причиной которой также является прионовая инфекция.

Прионный белок PrP содержится в мембранах нервных клеток. В некоторых случаях нормальный белок PrPC может изменять структуру путем «складывания» аминокислотной цепочки альтернативным способом. Как правило, прионное состояние белка характеризуется переходом альфа-спиралей белка в бета-слои. Такой видоизмененный прионный белок носит название собственно приона (PrPSc) и способен при контакте с PrPC превращать его в новые прионы.

Накопление прионов сопровождается их агрегацией, образованием высокоупорядоченных фибрилл (амилоидов), что в конце концов приводит к гибели клетки. Это проявляется повреждением мозговой ткани, в которой образуется множество небольших полостей, из-за которых мозг становится похожим на пористую губку. В связи с этим заболевания, вызванные прионами, носят название губчатых энцефалопатий. У человека это болезнь Кройцфельда-Якоба и болезнь Куру – медленно прогрессирующие смертельные поражения мозга.

Попытки понять функцию прионного белка велись на протяжении двух последних десятилетий. Первые генноинженерные мыши, лишенные PrP, были созданы еще в 1991 году. Тогда исследователи не заметили никаких негативных последствий его отсутствия – нокаутные животные оказались иммунными к прионным инфекциям без нарушения каких-либо жизненных функций.

Однако в 1999 году японские исследователи показали, что отсутствие нормального прионного белка у мышей приводит к повреждению миелиновых оболочек периферических нервов. Международная группа ученых под руководством Адриано Агуцци (Adriano Aguzzi) из Цюрихской университетской больницы, решила подвергнуть эти данные тщательному систематическому анализу, для чего были выведены четыре линии мышей, лишенных гена PrPC.

Оказалось, что у таких животных независимо от линии уже через шесть недель после рождения наблюдаются признаки дефектов миелина. В возрасте двух месяцев нервные волокна были значительно демиелинизированы, из-за чего у мышей повысилась чувствительность к боли.

Когда ученые вводили генноинженерным мышам нормальный прионный белок непосредственно в нервы, демиелинизации не наступало. Причем это происходило только при введении PrPC, подверженного ферментативному расщеплению в организме. В то же время, когда исследователи вводили прионный белок в шванновские клетки, расположенные вокруг нервов и синтезирующие свежий миелин, предотвратить демиелинизацию не удавалось.

Как пояснил Агуцци, поскольку при рождении у лишенных PrP мышей миелиновые оболочки были целыми, ученые сделали вывод, что прионный белок необходим не для образования миелина, а для поддержания его целостности на протяжении жизни.

Судя по необходимости ферментативного расщепления PrP в нервах, механизм его действия, по мнению исследователей, следующий: когда миелиновые оболочки нервных волокон изнашиваются, запускается ферментная система, разрушающая прионный белок. Его фрагменты поступают в шванновские клетки, давая им сигнал приступить к восстановлению миелина.

По предварительным данным, прионный белок действует сходным образом и в центральной нервной системе. Если это подтвердится, придется в корне пересмотреть тактику потенциального лечения прионных инфекций: в настоящее время ученые ищут пути к устранению PrP как инфекционного агента, однако если окажется, что повреждение мозга вызвано его отсутствием из-за патологической трансформации, нужно будет, напротив, поддерживать содержание нормального PrP в нервных волокнах.

Кроме того, по мнению иммунолога Клода Карно (Claude Carnaud), изучающего прионы в парижском Университете Пьера и Марии Кюри, некоторые заболевания мозга, которые считаются воспалительными (например, рассеянный склероз), могут на самом деле быть связаны с отсутствием прионного белка, что потребует пересмотра тактики лечения этих болезней.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
26.01.2010

назад

Читать также:

Правильный фолдинг белков защитит нейроны

Вещество, активирующее регулятор синтеза белков-шаперонов, способствующих правильному фолдингу (сворачиванию аминокислотных цепочек), предотвращает дегенерацию нейронов.

читать

Биотехнология: магистральные пути развития

Бурное развитие современных биотехнологий идет сразу по нескольким ключевым направлениям, в каждом из которых уже достигнуты многообещающие результаты.

читать

TGF-α спасет от последствий инсульта?

Через месяц после инсульта (этот период соответствует одному году жизни человека) в мозг группы крыс был введен TGF-α. Еще через месяц исследователи отметили практически полное восстановление двигательных функций.

читать

Гликозилирование белков и старение: выявить и вылечить

Новая методика, позволяющая выявлять ассоциированные со старением гликозилированные белки, облегчит диагностику и разработку методов лечения таких заболеваний как болезнь Альцгеймера, диабет и рак.

читать

Инновации в области наук о живом-2009: № 3

Клетки с модифицированными генами двух белков под действием направленных пучков света изменяли форму, как перчаточные марионетки.

читать