Было обнаружено, что неизвестный белок играет роль в распространенном нейродегенеративном расстройстве.

Ученым уже давно известно, что амилоидные волокна -; волокнистые, веревкообразные структуры, состоящие из близкородственных белковых молекул — ; Они присутствуют в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера и болезнью Паркинсона и, вероятно, играют роль в развитии этих расстройств.

Теперь биохимики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили такие волокна в мозге людей с формой дегенерации лобно-височной доли, или FTLD, наиболее распространенным нейродегенеративным заболеванием после болезней Альцгеймера и Паркинсона. Удивительно, однако, что тип белка, который они ожидали в этом потенциально вредном волокне, вообще не присутствовал; Вместо этого в качестве виновника был идентифицирован неизвестный белок под названием TMEM106B.

Результаты опубликованы в журнале вспыльчивый характерИсследователи заявили, что потенциально это может привести к новому вниманию к TMEM106B при FTLD и подобных заболеваниях головного мозга.

FTLD, которая включает повреждение лобных и височных долей головного мозга, поражает людей в более раннем возрасте, чем болезни Альцгеймера и Паркинсона, вызывая слабоумие у 80 из 100 000 человек в возрасте от 45 до 64 лет. Симптомы могут включать серьезные изменения в поведении и снижение языковых навыков. Форма заболевания, которую исследователи изучили на молекулярном уровне, характеризуется плотными глобулярными скоплениями в клетках головного мозга, которые состоят из белка TDP-43.

Команда Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе выдвинула гипотезу, что если бы в мозгу людей с FTLD были амилоидные волокна, эти волокна состояли бы из TDP-43.

Ведущие авторы исследования, аспирант кафедры молекулярной биологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Йи Сяо (Шун) Цзян и научный сотрудник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Чен Као, работающие в лаборатории профессора Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Дэвида Айзенберга, уже смогли извлечь амилоидные волокна из замороженной ткани мозга, поставляемой Mayo Clinic от четырех умерших пациентов с диагнозом FTLD-TDP.

Однако с помощью метода, называемого криогенной электронной микроскопией, или крио-ЭМ-; что позволило им фотографировать большие биомолекулы с необычайной детализацией; Они вместе с исследователем биоинформатики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Майклом Савайей определили, что волокна состоят исключительно из TMEM106B или трансмембранного белка 106B.

Мало что известно о TMEM106B, хотя генетики десять лет назад нашли доказательства того, что мутация в белке является фактором риска для FTLD, сказал старший автор Айзенберг, профессор молекулярной биологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Медицинского института Говарда Хьюза. следователь.

Как поле для гольфа: структура амилоидных волокон при FTLD

По словам Айзенберга, годами изучавшего амилоидные волокна, патологические отложения амилоидных белков связаны с более чем 50 дегенеративными и потенциально смертельными заболеваниями.

в 2005 году вспыльчивый характер Исследовательская работа Айзенберга и международной группы химиков и молекулярных биологов сообщает, что эти волокна состоят из белков, которые смыкаются, как зубцы молнии; Это наблюдение подтверждается недавними исследованиями. Он сказал, что TMEM106B образует несколько молекулярных облаков.

Айзенберг отметил, что структурный анализ волокон TMEM106B, проведенный командой, показывает, что они имеют общие черты с патогенными волокнами, наблюдаемыми при болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона, но являются более сложными. Как и другие волокна, оно состоит из тысяч слоев, каждый из которых состоит из отдельных белковых молекул с прямыми сегментами и изогнутыми углами, складывающимися в сложную форму.

В TMEM106B свернутая белковая цепь содержит 18 прямых сегментов, которые исследователи сравнили с 18 нитями поля для гольфа -; Как и поле для гольфа, первое и восемнадцатое поля расположены близко друг к другу. «Поэтому мы говорим, что поле для гольфа TMEM106B выглядит как складка», — сказал Айзенберг.

Еще неизвестно, способствуют ли амилоидные фибриллы TMEM106B патогенезу FTLD-TDP. Также неясно, какую роль могут играть белки TDP-43, естественной функцией которых является питание молекул РНК, несущих схемы ДНК белков из ядра клеток мозга в цитоплазму.

TMEM106B может быть причиной FTLD. В этом случае наши знания о структуре помогут в разработке методов лечения.. «

Дэвид Айзенберг, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе

Дальнейшие исследования могут также обнаружить связь между действиями TMEM106B и TDP-43. Пока рано говорить.

«Но, по крайней мере, текущая работа предупредит сообщество исследователей, изучающих нейродегенерацию, о том, что новый белок может сыграть потенциальную роль», — сказал он.