Friday, May 10, 2013
Здравствуйте, science.
Good morning, afternoon, evening, science.
http://www.lifesciencestoday.ru/index.php/bolezn-parkinsona/893 - Найдено недостающее
звено в развитии болезни Паркинсона
Сердце мыши (показано серым) демонстрирует признаки сердечной недостаточности,
так как в нем отсутствует белок Mfn2, недавно идентифицированный как ключевая
молекула процесса отбраковки митохондрий. На сердце мыши наложена трубка сердца
плодовой мушки, показанная в цвете. Она также демонстрирует признаки недостаточности,
поскольку в ней отсутствует белок паркин - другая ключевая молекула системы контроля
над качеством митохондрий. Молекулы, вовлеченные в развитие сердечной недостаточности,
играют роль и в развитии болезни Паркинсона. (Фото: Gerald W. Dorn II, MD)
Ученые Школы медицины Вашингтонского Университета в Сент-Луисе (Washington University
School of Medicine in St. Louis) описали недостающее звено в процессе того, как
повреждение митохондрий приводит к болезни Паркинсона и, как это ни удивительно,
к некоторым формах сердечной недостаточности.
Об открытии сообщается в журнале Science.
Митохондрии производят энергию, необходимую клетке для выполнения своих многочисленных
функций. И хотя ткани сердца и мозга - по форме и по функциям - кажутся совершенно
разными, у них есть одна жизненно важная общая черта - огромная потребность в
топливе.
Работая с сердцами мышей и плодовых мушек, исследователи установили, что один
из белков - митофузин 2 (mitofusin 2, Mfn2) - является тем недостающим и так
долго ускользавшим от ученых звеном в цепи событий, контролирующих состояние
митохондрий.
Сделанное на клетках сердца новое открытие, по крайней мере, частично объясняет
давно известную эпидемиологическую связь между болезнью Паркинсона и сердечной
недостаточностью.
<<Если у вас болезнь Паркинсона, риск развития у вас сердечной недостаточности
повышается более чем в два раза, а риск умереть от сердечной недостаточности
- на 50 процентов>>, - говорит руководитель исследования профессор медицины Джералд
В. Дорн II (Gerald W. Dorn II), MD. <<Это позволяет предположить, что они как-то
связаны, и теперь мы идентифицировали механизм, лежащий в основе этой связи>>.
В клетках сердечной мышцы и нейронах головного мозга огромное количество митохондрий,
состояние которых должно строго контролироваться: поврежденные митохондрии не
только прекращают вырабатывать энергию, но и начинают ее потреблять, а также
синтезируют токсичные для клетки молекулы. Такого рода повреждения, в конечном
счете, могут привести к болезни Паркинсона или сердечной недостаточности, в зависимости
от того, какой орган затронут. В здоровой клетке большую часть времени системы
контроля следят за тем, чтобы поврежденные или неспособные выполнять свою функцию
митохондрии были обнаружены и удалены.
За последние 15 лет ученые описали большую часть этой системы контроля. Сейчас
хорошо понятны и начало и конец цепи событий. С 2006 года ученые работают над
выявлением таинственный средней части цепи - той части, которая позволяет внутренней
среде дефектной митохондрии передавать остальной части клетки информацию о том,
что она должна быть уничтожена.
<<Это очень важный вопрос>>, - говорит профессор Дорн. <<Ученые могли бы изобразить
среднюю часть цепи как черный ящик. Как эти внутренние сигналы митохондрий о
самоуничтожении передаются белкам, находящимся далеко от них в окружающей их
клеточной среде и организующим ее фактическое уничтожение?>>
<<Насколько мне известно, никто не связывал мутацию в Mfn2 с болезнью Паркинсона>>,
- говорит профессор Дорн. <<И до недавнего времени, я думаю, никто и не обращал
на нее внимание. Это не то, что, как предполагается, должен делать Mfn2>>.
Митофузин 2 известен своей ролью в слиянии митохондрий - процессе, ответственном
за обмен митохондриальной ДНК при примитивной форме полового размножения.
<<Молекулы митофузина выглядят, как маленькие петли липучки>>, - говорит Дорн.
<<Они помогают сливаться внешним мембранам митохондрий. С точки зрения слияния
митохондрий митофузины 1 и 2 делают почти одно и то же. Мы же описали совершенно
новую функцию Mfn2>>.
Система контроля над качеством митохондрий начинается с того, что профессор Дорн
называет <<аварийной кнопкой>>.
<<Если митохондрии живы, они должны выполнять некоторую работу, чтобы держать
эту кнопку в не нажатом состоянии, чтобы предотвратить свое саморазрушение>>,
- объясняет Дорн.
В частности, митохондриям нужно импортировать молекулу, называемую PINK, которую
они затем разрушают. Находясь в плохом состоянии, они не могут разрушить PINK,
и ее уровень начинает расти. Затем в дело вступает недостающее звено, открытое
Дорном и его коллегой старшим научным сотрудником Юн Чэном (Yun Chen), PhD. При
достаточно высоких уровнях PINK в белке Mfn2, находящемся на поверхности митохондрий,
происходит химическое изменение - белок фосфорилируется. Фосфорилированный Mfn2
на поверхности митохондрий связывается с молекулой белка паркина, находящейся
в цитоплазме клетки.
Связываясь с Mfn2 на дефектной митохондрии, паркин ставит на ней метку <<смерти>>.
Такие метки привлекают к себе специальные клеточные компартменты, которые <<съедают>>
помеченные митохондрии. Пока все звенья системы контроля над качеством функционируют
должным образом, поврежденные электростанции удаляются, расчищая пространство
для здоровых.
<<Но если в белке PINK произошла мутация, развивается болезнь Паркинсона>>, -
продолжает Дорн. <<Болезнь Паркинсона развивается и в случае мутации в белке
паркин. Около 10 процентов случаев болезни Паркинсона связаны с этими или иными
уже идентифицированными мутациями>>.
По его мнению, открытие связи Mfn2 с PINK и паркином указывает на существование
новой генетической формы болезни Паркинсона. И это может помочь улучшить диагностику
болезни Паркинсона и сердечной недостаточности.
<<Я думаю, ученые внимательно изучат наследственные случаи болезни Паркинсона,
которые не объясняются уже известными мутациями>>, - говорит Дорн. <<Они будут
искать мутации в Mfn2, связанные с потерей его функции, и я думаю, что, скорее
всего, найдут такие>>.
Как кардиолог Дорн и его коллеги уже обнаружили мутации в Mfn2, которые, как
представляется, объясняют некоторые семейные формы сердечной недостаточности
- постепенное ухудшение состояния сердечной мышцы, ведущее к нарушению обеспечения
организма кровью. Он полагает, что при сердечной недостаточности был бы целесообразен
поиск мутаций и в PINK и паркине.
По материалам
Missing link in Parkinson's disease found
Аннотация к статье PINK1-Phosphorylated Mitofusin 2 Is a Parkin Receptor for
Culling Damaged Mitochondria
(C) <<Найдено недостающее звено в развитии болезни Паркинсона>>. Полная или частичная
перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации,
незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на главную страницу
сайта LifeSciencesToday.
