Ученые СПбГУ нашли амилоид, который функционирует в здоровом мозге
Белок FXR1, выделенный из мозга здоровых крыс, окрашивается амилоидспецифичным красителем «Конго красный»
Исследователи кафедры генетики и биотехнологии СПбГУ впервые обнаружили в здоровом мозге функциональный амилоид. Принято считать, что образование амилоидов — особой формы фибриллярных белков — приводит к болезням Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона.
Оказалось, что в здоровых нейронах в амилоидной форме работает белок FRX1 — он контролирует память и эмоции. Результаты исследования, которое заставляет по-новому взглянуть на функциональную роль амилоидов в головном мозге и на стратегию создания лекарств от нейродегенеративных заболеваний, опубликованы в журнале Scientific Reports.
Ученые из СПбГУ вместе с коллегами из Санкт-Петербургского филиала Института общей генетики имени Н. И. Вавилова с помощью экспериментов на лабораторных крысах показали, что в мозге здоровых и молодых животных белок FRX1 функционирует в амилоидной форме.
Из литературных данных известно, что этот белок контролирует долговременную память и эмоции: мыши, у которых «выключен» ген, кодирующий FRX1, быстро запоминают даже сложные лабиринты, а те животные, у которых этого белка, наоборот, слишком много, не впадают в депрессию даже после сильного стресса. Кроме того, у людей «поломки» в гене, кодирующем FRX1, связаны с аутизмом и шизофренией.
«Раньше было известно, что в здоровом мозге в амилоидной форме могут только запасаться некоторые белковые гормоны. Они откладываются в секреторных гранулах в гипофизе, но, когда приходит время работать, секреторные гранулы лопаются и белки функционируют уже в нормальной, мономерной форме, — рассказал профессор кафедры генетики доктор биологических наук Алексей Галкин.
— Мы же впервые показали, что белок может именно функционировать в мозге в амилоидной форме, причем как в виде олигомеров, так и в виде нерастворимых агрегатов. Кроме того, выяснилось, что амилоидная форма FRX1 может связывать молекулы РНК и предохранять их от деградации».
Исследования проводились с использованием оборудования Научного парка СПбГУ — ресурсных центров «Хромас» и «Развитие молекулярных и клеточных технологий». Обнаружить амилоидную форму белка FXR1 ученым помог метод протеомного скрининга амилоидов, который исследовательская группа разработала еще в 2016 году.
Амилоиды в целом играют важную роль в жизни многих организмов: например, один из таких белков находится в пигментных клетках человека и влияет на то, как на кожу ложится загар. Однако сегодня интерес ученых к амилоидам связан в первую очередь с необходимостью найти лекарство от нейродегенеративных заболеваний, в которых эти белки играют ключевую роль.
«Наши выводы со всей очевидностью говорят о том, что создавать универсальное лекарство, которое будет разрушать все амилоиды в мозге, совершенно бесперспективно, — отметил Алексей Галкин. — Получается, нужно направленно искать средства лечения для каждой конкретной патологии».