В журнале Cell Reports опубликовано исследование, в котором ученые из Института Фрэнсиса Крика и Университетского колледжа Лондона (UCL) раскрыли новую грань механизмов болезни Альцгеймера и лобно-височной деменции. Они обнаружили, что при этих заболеваниях генетические сообщения, то есть молекулы мРНК — посредники между ДНК и белками, оказываются в клетке не там, где должны.
В норме мРНК перемещается из ядра, где хранится ДНК, в цитоплазму — рабочее пространство клетки, где происходят синтез и обмен веществ. Однако у больных нейроны «теряют ориентацию»: от 80 до 140 мРНК оказываются в неправильных отделах клетки. Особенно пострадали сообщения, связанные с митохондриями — органеллами, вырабатывающими энергию.
Чтобы получить модель заболевания, исследователи превратили клетки кожи пациентов с генетическими формами деменции обратно в стволовые, а затем — в нейроны. Далее они картировали, где именно в клетке находятся мРНК. Сравнение с нейронами здоровых доноров выявило выраженное нарушение пространственной логики: мРНК оказались либо застрявшими в ядре, либо преждевременно покинувшими его.
Но проблема глубже. Нарушено оказалось и поведение самой митохондриальной ДНК — уникального генетического материала, который есть внутри митохондрий. Исследователи обнаружили ее в цитоплазме, где ее быть не должно. Это не просто ошибка — такой «побег» ДНК запускает иммунные процессы, в частности, воспаление, которое характерно для многих нейродегенеративных состояний.
Ученые также зафиксировали уменьшение числа митохондрий и снижение их активности — клетки попросту не получали нужной энергии. Чтобы протестировать, можно ли это обратить, нейроны обработали препаратом ML240. Он подавляет активность белка VCP, связанного с мутациями при деменции. После обработки мРНК вернулись в свои «рабочие места», утечка ДНК прекратилась, а митохондрии вновь начали вырабатывать энергию.
Авторы подчеркивают: такие смещения — возможно, общий механизм нейродегенерации, объединяющий разные типы деменции и заболевания двигательных нейронов. Впереди — испытания на животных и изучение, проявляются ли эти сбои при спорадических, то есть не наследуемых, формах заболеваний. Но уже сейчас ясно: порядок в клетке — не просто биологическая дисциплина. Это вопрос жизни нейрона.
Пока одни исследователи пытаются вернуть на место сбежавшие молекулы в клетках мозга, другие идут еще дальше — и пробуют собирать геном человека с нуля. Это уже не просто исправление ошибок, а попытка заново написать часть самой инструкции к жизни. Ранее Наука Mail рассказала о проекте, в рамках которого ученые в Великобритании начали создание синтетической ДНК человека.