Медицина и здоровьеНейробиология

Изучение белка PINK1 указывает на новые методы лечения болезни Паркинсона

В течение примерно десяти лет ученые, исследующие болезнь Паркинсона, изучали путь, связанный с тем, как клетки мозга обрабатывают энергию, и теперь загадка, связанная с ролью конкретного белка, была решена. Команда создала беспрецедентную картину «живого действия», которая показывает, как активируется этот белок, и предоставила исследователям план методов лечения, которые помогают предотвратить гибель клеток, связанную с этим заболеванием.

Болезнь Паркинсона возникает, когда нервные клетки мозга, ответственные за производство дофамина, отмирают или становятся поврежденными, но механизмы, лежащие в основе этого процесса, остаются неясными. Исследования показали, какую роль митохондрии могут играть как электростанции, обеспечивающие клетки химической энергией, и как эта роль может принимать зловещую природу, когда митохондрии начинают работать со сбоями.

С возрастом митохондрии повреждаются и накапливаются в организме, а исследования показывают, как они могут изменять форму и сами создают токсичную среду для таких болезней, как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.

Исследования показали, что белок под названием PINK1 играет важную защитную роль перед лицом этой угрозы, маркируя поврежденные митохондрии для разрушения и удаления, позволяя вместо этого заменять их здоровыми митохондриями.

Но когда есть дефекты в самом белке PINK1 или других компонентах этого важного пути, митохондрии не могут быть переработаны, и клетки испытывают недостаток энергии.

Таким образом, PINK1, играет важную роль в раннем начале болезни Паркинсона, и ученые смогли получить различные изображения того, как он активируется. Теперь ученые из Института медицинских исследований Уолтера и Элизы Холл использовали передовую технологию криоэлектронной микроскопии, чтобы наблюдать за белком в «мельчайших молекулярных деталях» и соединять различные части головоломки.

«Во многих документах из лабораторий по всему миру, в том числе и в нашей, есть снимки белка PINK1, — говорит автор исследования Чжун Янь Гань. — Однако различия в этих снимках в некоторой степени способствовали путанице в отношении белка и его структуры. Нам удалось сделать серию снимков белка и сшить их вместе, чтобы сделать фильм «живое действие», который раскрывает весь процесс активации PINK1. Затем мы смогли понять, почему все эти предыдущие структурные изображения были разными — это были снимки, сделанные в разные моменты времени, когда этот белок был активирован для выполнения своей функции в клетке».

Анимация показывает, что PINK1 восстанавливает поврежденные митохондрии
Анимация показывает, что PINK1 восстанавливает поврежденные митохондрии © Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research

По мнению ученых, это открытие может иметь большое значение для разработки лекарств для лечения болезни Паркинсона.

Фармацевтические компании уже нацеливаются на белок PINK1 с этой целью, но «работают немного вслепую». С новым пониманием его структуры есть надежда, что можно будет разработать лекарства, которые включают этот белок и замедляют или даже останавливают прогрессирование болезни.

«Одно из важнейших открытий, которые мы сделали, заключалось в том, что этот белок образует димер — или пару, — которые необходимы для включения или активации белка для выполнения своей функции», — говорят ученые. «Есть десятки тысяч статей об этом семействе белков, но визуализировать, как этот белок собирается вместе и изменяется в процессе активации, удалось впервые в мире».

Исследование было опубликовано в журнале Nature, а видео ниже предоставляет дополнительную информацию.

Показать больше
Back to top button