В развитии болезни Альцгеймера большую роль играет тау-белок - одна из молекул, ненормальное скопление которой приводит к гибели нервных клеток. Накопление измененного тау-белка связано со снижением умственных и психических способностей. Большие молекулы белков могут находиться в нескольких положениях. Но в поврежденных и воспаленных нейронах в белковой структуре происходят молекулярные изменения. В результате белки склеиваются и формируются сгустки из неправильно свернутых тау-белков. Это ключевая, но не единственная особенность болезни Альцгеймера.
Долгое время было неясно, как повреждение нейронов приводит к такому накоплению, пока исследователи из Медицинской школы Бостонского университета не обнаружили новый тип молекулярного нарушения (1). Benjamin Wolozin с коллегами проводил исследования с помощью оптогенетики: в клетки мозга вводились гены светочувствительных белков и отслеживались с помощью световых сигналов.
Когда поврежденные нейроны начинали накапливать неправильно уложенный тау-белок, ученые ставили “метку” на молекулу рибонуклеиновой кислоты (РНК), которая является генетическим материалом для построения новых белков. В последующем исследователи наблюдали увеличение числа такой РНК с прогрессированием болезни. Это происходило в результате того, что неправильно свернутый тау-белок связывал помеченную РНК с помощью другого специфического белка.
Ученые предполагают, что такой комплекс связывания был выработан для того, чтобы реагировать на травмы. Но при болезни Альцгеймера реакция становится гиперактивной, стойкой и от этого приносит вред.
Новые исследования открывают возможности для изучения развития болезни Альцгеймера и разработки подходов к ее лечению. Блокирование пути РНК-мечения способно защитить нервные клетки от повреждений.
- Jiang, L., et al. (2021) Interaction of tau with HNRNPA2B1 and N6-methyladenosine RNA mediates the progression of tauopathy. Molecular Cell. doi.org/10.1016/j.molcel.2021.07.038.