Nature: Ученые укротили биологический триггер смертельной болезни Хантингтона

Болезнь Хантингтона вызывает непроизвольные движения и слабоумие, не имеет лечения и приводит к летальному исходу. Впервые ученые Калифорнийского университета в Риверсайде показали, что они могут замедлить прогрессирование болезни у мух и червей, что открывает возможности для лечения людей.

Ключевым моментом в понимании этих достижений является способ преобразования генетической информации в клетках из ДНК в РНК, а затем в белки. ДНК состоит из химических веществ, называемых нуклеотидами: аденина (A), тимина (T), гуанина (G) и цитозина ©. Порядок расположения этих нуклеотидов определяет, какие биологические инструкции содержатся в той или иной нити ДНК.

Иногда некоторые нуклеотиды ДНК повторяются, расширяя нить ДНК. При болезни Хантингтона такое расширение происходит с тремя нуклеотидами — цитозин-аденин-гуанином, или CAG.

Экспансия в ДНК большого числа повторяющихся последовательностей CAG ассоциируется с более ранним началом и большей выраженностью симптомов болезни Хантингтона. Аналогичные наблюдения были сделаны и для ряда других нейродегенеративных заболеваний.

Когда эти повторы ДНК транслируются в РНК, возникает коварный побочный эффект. Клетка химически модифицирует лишнюю РНК. Ванг и его сотрудники выяснили, что модифицированная РНК играет важнейшую роль в нейродегенерации.

Мы впервые обнаружили, что один из видов химической модификации, называемый метилированием, происходит чаще при наличии дополнительных повторов в РНК. После этого мы наблюдаем аномальное распределение и накопление определенного белка в клетках, — говорит Иньшэн Ванг (Yinsheng Wang), заслуженный профессор химии UCR. «Другими словами, метилирование превращает важный клеточный белок в отходы».

Эти результаты совпадают с наблюдениями, сделанными для того же белка в тканях мозга пациентов с болезнью Хантингтона, ALS и фронтотемпоральной деменцией. Более длинные повторы РНК означают более высокую скорость модификации, что приводит к образованию большего количества белковых отходов и усугубляет течение болезни.

Даже здоровые люди имеют до 34 CAG-повторов на определенном гене — гене HTT, — говорит Ванг.

Однако в клетках людей с болезнью Хантингтона из-за экологических или генетических причин может быть до 100 CAG-повторов.

Длинные повторяющиеся последовательности РНК могут превращаться в избыток белка в клетках, создавая «клеточный мусор», который обладает токсическим действием.

В новой статье журнала Nature подробно описано, как метилирование РНК на CAG-повторах вовлечено в сложный механизм, лежащий в основе болезни Хантингтона. В статье также рассказывается о том, как исследователи значительно уменьшили прогрессирование болезни у червей и плодовых мушек и увеличили продолжительность жизни мушек, введя в клетки белок, который устраняет метилирование.

В настоящее время не существует способа вылечить или даже замедлить прогрессирование болезни Хантингтона. Медицинские работники обычно предлагают лекарства, облегчающие некоторые симптомы. Хотя данное открытие не является лекарством, оно представляет собой возможность создания эффективной терапии там, где ее в настоящее время не существует.

Исследовательская группа, в которую входят профессора Вейфенг Гу (Weifeng Gu) из Калифорнийского университета, Х. Уильям Ян (X. William Yang) из Калифорнийского университета и Нэнси Бонини (Nancy M. Bonini) из Пенсильванского университета, в настоящее время занимается поиском малых молекул, способных ингибировать метилирование и лечь в основу терапии болезни Хантингтона.

Поскольку РНК-повторы присутствуют при сходных заболеваниях, таких как ALS и некоторые виды спиноцеребеллярной атаксии, открываются возможности для лечения этих других смертельных дегенеративных заболеваний.

Мы не считаем, что изученные нами механизмы являются единственными, которые способствуют развитию болезни Хантингтона, — сказал Ванг.

Однако мы показали, что, воздействуя на них, мы можем уменьшить проявления болезни в модельных организмах, что может привести к продлению и улучшению жизни людей, страдающих этим, а возможно, и другими заболеваниями.

08.11.2023


Подписаться в Telegram



Здоровье

Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие
Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие

В некоторых тяжелых случаях COVID-19 легкие по...

Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий
Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий

Исследователям из Каролинского института ...

Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей
Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей

В ходе двух исследований, проведенных в О...

Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить
Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить

Человеческий мозг фильтрует поток впечатлений,...

Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз
Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз

Исследование Кембриджского университета, Велик...

Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты
Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты

У пожарных может быть повышенный риск развития...

ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом
ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом

Некоторые методы иммуноукрепляющей терапии уже...

Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей
Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей

Почти четверть американских детей с симпт...

eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови
eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови

Одни из самых смертоносных бактерий в&nbs...

New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз

По данным нового крупного исследования, провед...

JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты
JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты

Крупнейшее на сегодняшний день исследован...

Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

Используя современные методы тканевой инженери...

Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека

Чуткие носы собак способны распознать ранние п...

Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома
Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома

Новое исследование показывает, что люди с...

Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста

Мигрирующие нейроны обладают конусом роста, ко...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ выяснили, что заболевания ЦНС за последние 30 лет вышли на первое место по влиянию на здоровье населения
Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
Ученые СПбГУ разработали метод, увеличивающий эффективность добычи углеводородов