Текст уведомления здесь

Мусор в голове заставил мышей жить в страхе

Причем вредоносными оказались белки-мусоровозы

Японские ученые выяснили, что эпилепсия и аутизм связаны с нарушением аутофагии — утилизации ненужных клетке органелл, белков и других веществ. Если «мусоросжигательные» механизмы аутофагии не работают, в нейронах накапливаются белки-«мусоровозы», которые нарушают нормальную работу полезных ферментов, увозя их на «свалку» и складируя.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из RIKEN, Института физико-химических исследований (Япония), изучали связь между ферментом mTOR и психоневрологическими расстройствами и заболеваниями, например аутизмом и эпилепсией. Белок mTOR участвует в контроле многих важных функций, в том числе аутофагии, подавляя ее. При этом известно, что отключение этого белка избавляет от некоторых поведенческих нарушений.

С другой стороны, известно, что некоторые заболевания нервной системы, те же расстройства аутистического спектра, связаны с нехваткой рецепторов тормозного нейромедиатора ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты). Из-за нехватки этих рецепторов сигнал торможения проходит плохо, а это связано, к примеру, с эпилептическими припадками. Проблема с нехваткой рецепторов ГАМК есть и у пациентов с расстройствами аутистического спектра.

Читайте также: Премия за самоедство. В 2016 году за описание механизма аутофагии была вручена Нобелевская премия по физиологии и медицине

Чтобы выяснить, как связаны между собой аутофагия, ГАМК и болезни, ученые провели исследование на мышах. Чтобы сымитировать подавляющий эффект белка mTOR, подопытным животным с помощью вирусных векторов отключили в мозге ген Atg7, который необходим для процесса аутофагии. Через 6-8 месяцев ученые провели тесты на поведение — проверяли, как мыши будут реагировать на чужаков, у которых гены были нетронуты. В тестах мыши вели себя асоциально, у них повысился уровень тревожности и нарушилось гнездовое поведение — мыши не обустраивали свое гнездо, хотя ученые подготовили материал для подстилки. Потом ученые проанализировали содержимое мозгов испытуемых животных с помощью масс-спектрометрии и увидели несколько интересных деталей: в нейронах с отключенным геном Atg7, то есть там где аутофагия не идет, образовались скопления белка p62 и белков GABARAP.

Первый, p62, также участник процесса аутофагии. Этот белок в норме обеспечивает изоляцию ненужных белков для последующей их утилизации. А поскольку аутофагия не шла, p62 сам стал копиться в клетке, становясь опасным мусором, который мешал нормальной работе полезных ферментов.

Жертвой подрывной деятельности p62 стал белок GABARAP. Это семейство белков, которые доставляют рецепторы ГАМК от места их сборки на мембрану нейрона. Ученые проверили содержание рецепторов на мембране и убедились в их нехватке. Картина складывалась такая: белок p62, которого стало слишком много, хватал GABARAP, которые должны были таскать рецепторы на мембрану, и волок их выбрасывать. В результате GABARAP копились бесполезными кучами вместе с p62, на мембране не хватало рецепторов ГАМК, торможение не работало, мыши вели себя асоциально и всего боялись.

Слева — норма: белки GABARAP (зеленые) переносят рецепторы ГАМК (желтый) на мембрану. Справа: из-за неработающей аутофагии образуется избыток белка p62 (малиновый), который изолирует белки GABARAP, и рецепторы не могут попасть на мембрануRIKEN

Чтобы проверить предположение, ученые нокаутировали ген белка p62: они хотели понять, он ли виноват в происходящем. Оказалось, что если клетки с отключенным геном Atg7 не могут синтезировать p62, то проблем это не вызывает — GABARAP беспрепятственно делает свою работу, возит рецепторы ГАМК куда надо.

Исследование показало механизм, который вызывает болезни. Благодаря результатам можно будет придумать способы нейтрализовать его, например блокировав белки, которые перестают помогать и начинают вредить.

Это не первое исследование, которое подчеркивает принципиальную важность уборки. Так, недавно ученые смогли помочь старым мышам, наладив в их мозгах процесс уборки мусора не внутри, а снаружи клеток. Но это уже относится не к аутизму и эпилепсии, а к болезни Альцгеймера.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы