Исследовательская группа во Франкфурте под руководством Ивана Дикича, профессора биохимии, теперь успешно расшифровала молекулярные детали, что позволило лучше понять два нейродегенеративных заболевания. Их работа сосредоточена на «аутофагии» как на центральном элементе контроля качества клеток. Аутофагия буквально означает «самопоедание» и относится к сложной системе, в которой клеточные отходы специально обнаруживаются, окружаются мембранами и удаляются.
Типичными мишенями являются вредные или избыточные белки или клеточные органеллы, даже патогены, такие как бактерии или вирусы, могут быть устранены с помощью этого пути.Вместе с коллегами из Йены, Ахена и Нидерландов команда Ивана Дикича определила новый рецептор аутофагии, так называемый белок FAM134B.
В онлайн-выпуске журнала Nature исследователи сообщают о новой функции FAM134B в постоянном обновлении эндоплазматического ретикулума (ER), важной клеточной органеллы. FAM134B обеспечивает надлежащую поломку и утилизацию дисфункциональной ER.«Слишком мало FAM134B приводит к неконтролируемому расширению и расширению этой органеллы, что вредно для клетки», — объясняет Иван Дикич. «Открытие FAM134B в качестве нового рецептора аутофагии уже является важной вехой. Еще более интересным является связь с редким наследственным заболеванием нейронов».
В 2009 году сотрудники отделения генетики человека Университетской больницы Йены, доктор медицинских наук Инго Курт и профессор Кристиан Хубнер, уже продемонстрировали, что мутации в FAM134B вызывают гибель сенсорных нейронов при заболевании, называемом наследственной сенсорной и вегетативной нейропатией II типа (HSAN II). . Однако точная функция FAM134B до сих пор оставалась неизвестной.HSAN II — очень редкое наследственное заболевание, при котором нарушаются как болевая, так и температурная чувствительность, а также потоотделение. Например, пострадавшие пациенты легко обжигаются и травмируются, потому что не чувствуют сигналов тепла и боли. Мутация FAM134B на мышиной модели приводит к аналогичному синдрому «Мутировавший белок не может функционировать как рецептор.
Эти открытия сделали большой шаг к пониманию молекулярных причин этой невропатии. В то же время важность аутофагии в Подчеркивается контроль качества сотовой связи », — поясняет Дикич.Его лаборатории в Институте биохимии II (IBC II) и в Институте молекулярных наук о жизни Бухмана (BMLS) недавно приняли участие в другом революционном исследовании нейродегенеративного заболевания, БАС.
Обычно БАС приводит к смерти через три-четыре года из-за массивной потери моторных нейронов БАС (боковой амиотрофический склероз) — разрушительное заболевание, характеризующееся потерей моторных нейронов и нейродегенерацией, обычно приводящей к смерти в течение 3-4 лет. Несмотря на то, что болезнь классифицируется как редкая, общественная осведомленность очень высока, чему способствуют такие известные пациенты, как Стивен Хокинг, и кульминацией которой стало проведение в последние годы Ice Bucket Challenge, первой благотворительной кампании с глобальным влиянием. Тем не менее, несмотря на интенсивные исследования в этой области, лечения БАС не существует.Как сообщается в заголовке майского выпуска журнала Nature Neuroscience, международная группа ученых значительно продвинулась в понимании генных дефектов, ответственных за БАС.
Ученые обнаружили, что мутации в специфическом ферменте, Tank-связывающей киназе (TBK1), чаще встречаются в семьях с БАС. Лаборатория Dikic была особенно вовлечена в выяснение функции TBK1 и смогла показать, что мутации, обнаруженные у пациентов, прерывают взаимодействие TBK1 с рецептором аутофагии оптинейрином. Оптинейрин участвует, например, в устранении агрегированных белков и защите от бактериальных инфекций. Со-ведущий автор, доктор Бенджамин Рихтер, комментирует: «Для меня как врача, работающего в области фундаментальных наук, эта история представляет собой идеальный случай объяснения патофизиологии болезни совместными усилиями разных дисциплин».
«Эти два исследования уникальным образом показывают, как общие концепции могут быть разработаны на основе индивидуальных данных», — подчеркивает Иван Дикич. Когда контроль качества клеток в нейронах не работает в течение длительного времени, последствия для всего организма катастрофичны. «Аутофагия превратилась в общий центральный механизм контроля качества клеток при нейродегенеративных заболеваниях», — говорит Дикич.