В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell, ученые из Колумбийского университета (Columbia University) выявили фибриллу в головном мозге пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, образованную белком, обычно очищающим клетки.
Актуальность исследования
С 1980-х годов, когда нейробиологи начали идентифицировать белковые клубки в головном мозге, исследователи обнаружили, что другие заболевания головного мозга имеют свои собственные сигнатуры белковых клубков. Каждое из нейродегенеративных заболеваний имеет уникальный белковый клубок или фибриллу, связанную с ним.
Новизна исследования
Согласно исследованию, ключевой фрагмент белка TMEM106B может укладываться в одиночные или сдвоенные типы фибрилл. TMEM106B является основным компонентом лизосом и эндосом, очищающих клетки от мусора, который накапливается по мере старения организма.
Материалы и методы исследования
В ходе лабораторных исследований ученые обнаружили, что молекулы TMEM106B могут разделяться на 2 фрагмента. Фрагменты внутри органелл могут затем самостоятельно собираться в волокнистые фибриллы.
С помощью криогенного электронного микроскопа мирового класса (крио-ЭМ) ученые сделали снимки отдельных белковых молекул под разными углами. Из белковых молекул исследователи построили трехмерные модели белка с атомарными деталями. Эти модели, в свою очередь, помогли исследователям идентифицировать TMEM106B, сделав обоснованные предположения о точной последовательности аминокислотных строительных блоков белка. Подобно тому, как буквы соединяются в слова с определенным значением, различные молекулы аминокислот встраиваются в белки, каждая из которых имеет свою форму и функцию. Исследователи полностью ожидали, что один из давно известных белков, образующих фибриллы, такой как тау-белок при болезни Альцгеймера, в конечном итоге совпадет с моделями из данных крио-ЭМ.
Обнаружена связь между многими нейродегенеративными заболеваниями
Исследователи обнаружили, что таинственный белок соответствует 135-аминокислотному фрагменту TMEM106B. Результаты исследования показывают, что фибриллы TMEM106B присутствуют в пораженной мозговой ткани. Преобладание фибрилл TMEM106B в ткани при различных заболеваниях головного мозга в сочетании с нормальным положением белка в лизосомах и эндосомах указывает на возможную патогенную роль. Исследователи предполагают, что образование фибрилл TMEM106B нарушает функцию лизосом, что, в свою очередь, способствует образованию фибрилл, состоящих из других известных белков, образующих фибриллы. Эти сбои могут уничтожить клетки мозга, что приведет к деменции, двигательным расстройствам, речевым патологиям и другим симптомам болезни Альцгеймера и другим заболеваниям головного мозга с характерными белковыми клубками.
Авторы другого исследования утверждают, что противодействие активности иммунных клеток может быть новым методом лечения нейродегенеративных заболеваний.
