Ученые из Медицинского исследовательского института Сэнфорд Бернхэм Пребис совместно с международными коллегами открыли новое генетическое заболевание. Оно проявляется преждевременным старением и нарушениями функций головного мозга. В журнале Nature Communications вышли результаты исследования.
В работе впервые применили комбинацию двух методов: секвенирования генома и клеточного перепрограммирования. Благодаря этому удалось выявить мутацию гена, вызывающую болезнь, а также разобраться, как именно она провоцирует симптомы у пациентов.
Су‑Чун Чжан, заведующий кафедрой нейробиологии имени Жанны и Гэри Хербергер и директор Центра неврологических заболеваний в Сэнфорд Бернхэм Пребис, рассказал, что его сотрудник обнаружил семью пациентов с признаками преждевременного старения (по типу синдромов прогерии) — в частности, поседением волос в подростковом возрасте.
При типичной прогерии когнитивные функции обычно сохраняются, но у этих пациентов наблюдались еще и прогрессирующая потеря двигательных навыков, а также неврологические и интеллектуальные нарушения. Это позволило сделать вывод: речь идет о неизвестном заболевании.
Чтобы установить его причину, исследователи применили секвенирование генома и метод картирования рецессивных признаков. В результате они выявили мутацию в гене IVNS1ABP. Этот ген кодирует белок, связывающий неструктурный белок‑1 вируса гриппа.
Фан Юань, научный сотрудник института Сэнфорд Бернхэм Пребис и первый автор исследования, отметил, что ранее этот ген и белок почти не изучали и никогда не связывали с процессами старения, заболеваниями с преждевременным старением или нейропатией.
Ученые изучили последствия мутации гена IVNS1ABP, перепрограммировав клетки кожи пациентов в нейронные клетки‑предшественники. Выяснилось, что такие клетки растут значительно медленнее нормальных и впадают в состояние клеточного старения: в них обнаружены повреждения ДНК и повышенная экспрессия гена‑ингибитора CDKN2A.
Причина кроется в нарушениях работы актина — белка, формирующего структуру клетки. В норме при делении актиновый филамент создает ровное кольцо, обеспечивающее симметричное разделение клетки. В мутантных клетках кольцо получается сморщенным и неправильной формы — из‑за этого возникают повреждения и сбои в делении.
Исследователи показали, что ситуацию можно улучшить: обработка клеток химическими веществами стабилизирует структуру актина и повышает скорость нормального деления. Работа демонстрирует потенциал клеточного перепрограммирования для изучения редких заболеваний и поиска подходов к терапии — следующие шаги включают исследования на модели животных.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как с помощью генов улучшить состояние кожи, объяснил генетик.
