Биологи из Гарварда обнаружили ген, чрезмерная активность которого приводит к развитию болезни, от которой страдал и умер знаменитый британский астрофизик Стивен Хокинг
Подробное описание и возможный способ лечения этого нейродегенеративного заболевания были представлены в журнале Nature Neuroscience.
Боковой амиотрофический склероз (БАС) - тяжелое неизлечимое заболевание центральной нервной системы, приводящее к параличу конечностей и атрофии мышц. Лечение может только замедлить прогрессирование заболевания. Больные обычно умирают в результате блокировки работы легких.
Пока известно только о двух случаях почти полной остановки развития болезни - у британского астрофизика Стивена Хокинга и у британского гитариста Джейсона Беккера.
Ученый боролся с болезнью более 50 лет, постепенно теряя всякую подвижность, пока не скончался в марте прошлого года из-за дыхательной недостаточности.
Группа специалистов по молекулярной биологии и генетике из Гарвардского университета под руководством Аарона Гитлера раскрыла секрет развития этого заболевания, изучив разницу в работе генов в нервных клетках у здоровых людей и при БАС перевозчики.
По мнению ученых, многие жертвы этого заболевания имеют распространенную мутацию ДНК - слишком много повторов в гене C9orf72. Эта часть ДНК отвечает за синтез определенных белков, участвующих в передаче сигналов между нервными клетками.
Появление этих повторов способствует одновременному развитию двух заболеваний - БАС и одной из форм старческого слабоумия.
Как этот ген был связан с БАС, ученые долго не могли определить, как и не понимали, какую роль он играет в функционировании мозга. Биологи пытались получить ответ на этот вопрос, изучая процесс синтеза белковых молекул, родственных C9orf72.
Причину нашли в совершенно неожиданном месте - в клетках дрожжей. Оказывается, ДНК этих одноклеточных грибов также содержит подобные повторы, которые считываются и обрабатываются геном RPS25.
Этот участок ДНК отвечает за сборку и работу одноименного белка, входящего в состав так называемых рибосом - основных клеток - «продуцентов» белков, участвующих в синтезе РНК и построение цепочек аминокислот.
Ранее ученые не уделяли особого внимания RPS25, поскольку эта часть рибосомы не участвовала в синтезе «нормальных» белковых молекул и в основном была связана с различными вирусными инфекциями.
По результатам экспериментов, проведенных с дрожжами, удаление или блокирование работы этой части рибосомы резко снижает синтез повторов и продукцию ассоциированных белков, снижая концентрацию на 50%.
Ученые исследовали, что произойдет, если такую же процедуру провести в клетках людей, страдающих болезнью Стивена Хокинга. Для этого был создан специальный ретровирус, который делетировал RPS25 и встраивал в клетку участок ДНК, аналогичный основному фрагменту гена C9orf72.
Других видимых изменений в процессе нормального синтеза белка и общей жизнеспособности как клеток дрожжей, так и человека ученые не обнаружили. По этой причине в настоящее время трудно сказать, к чему приведет удаление всех копий RPS25.
Эксперименты с дрозофилами, страдающими аналогом БАС, показали, что снижение активности RPS25 значительно увеличивает продолжительность их жизни. Поэтому ученые надеются, что использование описанного метода поможет спасти людей с болезнью Стивена Хокинга.