Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и в Мичигане, Северной Каролине и Испании обнаружили, как генетические мутации вызывают ряд редких заболеваний человека, в том числе синдром Меккеля, синдром Жубера и ряд других заболеваний.
Эта работа дает врачам новые возможные цели для разработки более эффективных средств диагностики и лекарств для лечения этих заболеваний, от которых в совокупности страдает примерно один из 200 человек в Соединенных Штатах.
На первый взгляд эти заболевания выглядят совсем иначе. Синдром Меккеля вызывает смертельные пороки развития головного мозга и кисты почек. Синдром Жубера поражает людей с тяжелыми двигательными нарушениями. Но работа группы под руководством UCSF, опубликованная на этой неделе в журнале Nature Genetics, обнаружила сходство между заболеваниями на молекулярном уровне.
"Мы думаем, что у этих болезней есть общая причина," сказал биолог развития UCSF Джереми Рейтер. "В основном они вызваны дефектами «антенны» на ячейках."
Встречается в Близнецах из Бангладеш
Эти антенны, технически известные как реснички, представляют собой выступы, которые свисают с клеток и, подобно крошечным приемникам, позволяют клеткам исследовать окружающую среду и взаимодействовать с ней. Эти антенны встречаются повсюду, от мозга до глаз и легких у людей, а также существуют у таких разнообразных существ, как гориллы, мошки, трубкозубы и водоросли.
Что делают реснички, зависит от того, где они находятся в теле. В глазах или глубоко в ноздрях они покрыты сенсорными белками и помогают улавливать свет и запахи, формируя основу наших органов зрения и обоняния. В легких движутся реснички, помогая выводить инородные частицы из дыхательных путей. Они также придают подвижность сперматозоидам.
Этот широкий спектр функций также отражается на людях с генетическими нарушениями, такими как синдром Жубера, который поражает реснички в определенных частях их тела. Люди с этими заболеваниями страдают от симптомов, связанных с действиями этих ресничек, таких как слепота, бесплодие или неспособность обонять.
Рейтер и его коллеги изучили ДНК близнецов из Бангладеш, родившихся с синдромом Жубера, и показали, как работают определенные мутации, связанные с этим заболеванием.
Они обнаружили, что эти мутации приводят к сбоям в работе белка под названием Tectonic1, одного из нескольких, которые образуют важный воротник вокруг основания реснички.
Вы можете представить воротник как турникет у подножия длинного моста, соединяющего удаленный остров с материком. При повреждении турникета движение останавливается, и нет возможности вывозить грузы и пассажиров на остров.
Точно так же мутации в Tectonic1 препятствуют правильному формированию воротничка, что вызывает дефекты ресничек в головном мозге и в конечном итоге приводит к синдрому Жубера, как определили Райтер и его коллеги. В клетках они показали, что восстановление немутантной формы белка восстанавливает функцию ресничек.