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

Вирусная передача генов

Две независимые группы ученых из Университета Юты и Медицинской школы Университета Массачусетса обнаружили, что ген Arc, имеющий большое значение для обучения, способен передавать генетическую информацию от одного нейрона другому в оболочках, похожих на капсиды вирусов. Другими словами, исследователи нашли новый способ взаимодействия нейронов.

Известно, что ген Arc отвечает за способность мозга хранить новую информацию. В предыдущих исследованиях было обнаружено сходство между некоторыми белками, синтез которых кодирует Arc, и белками таких вирусов как ВИЧ.

Исследователи из Университета Юты начали изучение гена Arc путем введения его в бактериальные клетки. Они увидели, что синтезированный этими клетками белок принял форму, напоминающую капсид – внешнюю оболочку, защищающую генетическую информацию вируса. «Капсид» был похож на вирусную оболочку не только внешне, но и своими свойствами и функциями.

Группа исследователей из Университета Массачусетса изучали содержимое клеточных везикул – пузырьков, которые выделяются клеткой. Эксперименты с плодовыми мухами показали, что двигательные нейроны выделяют везикулы, содержащие высокую концентрацию информационной РНК (иРНК) гена Arc. Обе группы нашли доказательства того, что «капсид» из белка Arc содержит иРНК и что «капсиды» отделяются от нейронов в составе везикул. Чем активнее нейроны, тем больше таких везикул высвобождается.

Эксперименты показали, что «капсиды» из белка Arc передают иРНК соседним клеткам подобно тому, как это делают вирусы. Исследователи культивировали нейроны мышей, не имеющих гена Arc, в чашках Петри, содержащих Arc-везикулы и «капсиды» Arc. Они обнаружили, что нейроны, ранее не имевшие гена Arc, приняли иРНК из везикул и «капсида» и стали синтезировать белок, кодируемый этим геном. С повышением электрической активности нейронов выработка белка усиливалась и превзошла таковой у клеток, изначально содержащих ген Arc.

Также было обнаружено, что иРНК перемещается только в одном направлении – от двигательных нейронов к мышечным клеткам. Белок, кодируемый Arc, способен связываться только с определенным участком иРНК (нетранслируемой областью), не используемым для синтеза белка. Двигательные нейроны мух, не имеющие гена Arc, образуют меньше связей между собой.

Обе группы исследователей планируют определить, почему клетки передают информацию подобно тому, как это делают вирусы, и возможен ли такой же путь распространения токсичных белков в головном мозге при болезни Альцгеймера. Исследования могут пролить свет на развитие неврологических заболеваний и привести к разработке новых лекарственных препаратов.

Исследователи считают, что «капсид» Arc можно использовать для генной инженерии и генной терапии, в которой в настоящее время для доставки белков к клеткам активно используются вирусы. Иммунная система часто атакует эти вирусы, что приводит к развитию побочных эффектов. Поскольку белок Arc синтезируется в организме человека, иммунной реакции на него не будет, и его можно будет использовать для доставки генов в рамках генной терапии.

Статья Elissa D. Pastuzyn et al. The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that Mediates Intercellular RNA Transfer и Ashley et al. Retrovirus-like Gag protein Arc1 binds RNA and traffics across synaptic boutons опубликованы в журнале Cell.

Arc.jpg
Arc1.jpg
Рисунки из статей Pastuzyn et al. и Ashley et al.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам NINDS: Memory gene goes viral.


Читать статьи по темам:

экспрессия генов нейроны Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Репарацию нервов можно ускорить

Ученые нашли новый ключ к процессу восстановления периферических нервов, открыв, что при их повреждении экспрессируется антисмысловая РНК.

читать

Клетки эпителия могут заменить нейроны

При потере нейронов гидра в состоянии полностью модифицировать свою генетическую программу, в результате чего эпителиальные клетки начинают выполнять непривычные для них функции, компенсируя отсутствие нервной системы.

читать

Успехи биологов уберегут клетки от гибели

Если мы поймем, что происходит, когда клетки лишаются кислорода и питательных веществ, можно будет выработать стратегию лечения, уменьшающую разрушительное действие инсульта.

читать

Ген летнего времени

Японские биологи нашли особый ген и систему нервных клеток, которые помогают нашему организму «чуять» наступление лета по тому, как меняется продолжительность дня, и переходить в более активный режим жизнедеятельности.

читать

Повреждения ДНК отвечают за память и возрастную нейродегенерацию

Процесс, благодаря которому человек запоминает новую информацию, также ведет к возрастной дегенерации головного мозга.

читать