Новости

22 Августа, 2018 13:40

Ученые из России выяснили, как возникают редкие формы мышечной слабости

Источник:
Молекулярные биологи из РАН выяснили, почему поломки в гене TPM2 делают мускулы человека слабыми и мешают ему нормально дышать и управлять голосовыми связками и глоткой. Их выводы были представлены в журнале Biochemical and Biophysical Research Communications (работа поддержана грантом РНФ - прим. ред. сайта rscf.ru).

Источник: AFP 2018 / Shah Marai

"Полученная нами информация поможет нам понять, как сокращаются мышцы в норме и при развитии миопатий, а также поможет в поиске мишеней для терапевтического воздействия на ранних стадиях проявления болезни. Впоследствии они могут быть использованы для тестирования лекарственных препаратов", – рассказывает Юрий Боровиков из Института цитологии РАН в Москве, чьи слова передает пресс-служба Российского научного фонда.

Сразу несколько миллионов человек, живущих сегодня на Земле, страдают от миопатии – нарушений в работе мускулов. Помимо различных форм дистрофии, связанных с разрушением мускульных клеток или серьезными проблемами в их жизнедеятельности, существуют и другие формы этой болезни, возникающие в относительно здоровых мышечных волокнах.

Яркий пример этого – так называемая немалиновая миопатия. При ее развитии в мускулах появляются странные нитевидные и ромбовидные структуры, так называемые немалиновые тела, мешающие их работе и вызывающие слабость во всех мышцах человека. В самых тяжелых случаях ее носители почти не могут дышать самостоятельно и передвигаются с большим трудом.

Ученые, как отмечает Боровиков, давно знают, что эта форма мышечной слабости возникает из-за одиночной мутации в гене и белке TPM2. Они играют роль своеобразного "датчика команд" в клетках мышц – TPM2 постоянно следит за концентрацией ионов кальция в клетке и "включает" другие белки, отвечающие за сокращение клетки, если их доля достигает некого порога.

Российские биологи выяснили, как мутации в этом гене влияют на его работу и "общение" с другими ферментами, вырастив культуру клеток мышц кролика, содержавших дефектную версию TPM2 и его нормальные разновидности, помеченные при помощи специальных светящихся белков.

Обрабатывая эти клетки ионами кальция, ученые заставляли их сокращаться и наблюдали за тем, как менялось свечение молекул, связанных с TPM2. Это позволило им понять, с какими другими частями клетки соединяется этот фермент в нормальном и мутированном состоянии.

Как показали эти опыты, появление даже одной "опечатки" в TPM2 резко снижало чувствительность белка к внешним сигналам – для "включения" мышц требовалось почти на порядок больше ионов кальция, чем в нормальных клетках.

Причиной этого было то, что мутантная версия белка начала "заклинивать". Она крайне неохотно переключалась из одного состояния в другое, взаимодействуя с еще одним ферментом, тропонином. Он управляет положением молекул TPM2 внутри мышечных волокон, помогая ему "дирижировать" работой мышц.

Мутации в TPM2 нарушали баланс в их взаимодействиях, в результате чего мышечные волокна гораздо хуже и намного медленнее переключались между расслабленными и сжатыми состояниями, что и приводит к развитию проблем с работой всех мускулов у носителей немалиновой миопатии.

Как отмечают ученые, собранные ими данные говорят о том, что с этой болезнью нельзя справиться, просто закачивая большие количества ионов кальция в организм. Боровиков и его коллеги надеются, что их опыты помогут врачам понять, как можно починить TPM2 в организме пациентов и избавить их от потенциально фатальной болезни.

22 Мая, 2020
В хризантему вставили гены полыни. Это нужно для первого российского лекарства от малярии
Молекулярные биологи из России и Израиля вставили гены полыни в геном хризантем, что стало перв...
20 Мая, 2020
Создан новый инструмент для диагностики и прогноза развития аутоиммунных патологий
Ученые из Института общей физики имени А. М. Прохорова РАН и Московского физико-технического институ...