Птицы помогут найти ключ к нейро- и мышечно-дегенеративным заболеваниям человека

Данные, полученные на модельном объекте, выявляют параллель между патологическими процессами, запускающими нейро- и мышечно-дегенеративные заболевания человека, и механизмами организации нормального клеточного ядра, сообщает пресс-служба СПбГУ. Пространство эукариотической клетки (клетка с оформленным ядром) составляют разнообразные органеллы (митохондрии, лизосомы и пр.), ограниченные от цитоплазмы мембранами. Ядро также является органеллой, отделенной от остальногоклеточного пространства двойной мембраной. Однако составляющие самого ядра — геном, РНКи регуляторный аппарат (белки, комплексы РНК и белков) — организованы без помощи мембран. Как правило, сам геном упакован в хромосомные территории с помощью специализированных белков хроматина, а компоненты регуляторногоаппарата экспрессии генома находятся в нуклеоплазме, где они могут концентрироваться в специализированных ядерных доменах.

В последние годы биологи смогли выявить механизмы образования внутриядерных структур. Оказалось, что ключевую роль в их формировании играют РНК и РНК-связывающие белки. Большинство РНК-связывающих белков содержат участки неупорядоченной структуры. Ученые выдвинули гипотезу о том, что связывание таких белков с РНК и друг с другом может обеспечивать их агрегацию (необратимое объединение) в пространстве ядра. При этом особые структурные характеристики РНК-связывающих белков позволяют им формировать динамичные каплеподобные образования — ядерные домены. В статье, опубликованной в ведущем научном журнале в области изучения хромосом Chromosoma, ученые СПбГУ привели доказательства работы данного механизма формирования ядерных доменов.

В ходе исследования были проанализированы необычные ядерные домены — гигантские рибонуклеопротеиновые агрегаты (ГИТЕРА). Они формируются на определенных хромосомах птиц и содержат особый набор РНК-связывающих белков, включая компоненты аппарата процессинга РНК. Так, агрегаты ГИТЕРА, формирующиеся на хромосомах типа ламповых щеток голубя, содержат белки с участками неупорядоченной структуры — p54nrbи hnRNP I/PTB.

РНК-связывающие белки, содержащие участки неупорядоченной структуры или прион-подобные домены, обладают способностью к агрегации и формированию амилоидоподобных фибрилл. Ранее было доказано, что мутации в этих участках РНК-связывающих белков могут приводить к формированию патологических агрегатов в ядрах и цитоплазме нейронов и мышечных клеток человека при ряде нейро- и мышечно-дегенеративных заболеваний. При этом предполагалось, что формирование агрегатов происходит исключительно в патологии.
Исследователи СПбГУ обнаружили, что это не так: образование агрегатов возможно и в норме. Открытие ученых Университета позволит изучать этот процесс в нормальных клетках. Это поможет биологам продолжить исследование агрегации белков с участками неупорядоченной структуры, которая может приводить к нейро- и мышечно-дегенеративным заболеваниям у человека.