Нейронауки в Science и Nature. Выпуск четвёртый: «палач нейронов»

Что общего у инсульта, черепно-мозговой травмы и нейродегенеративных заболеваний? Правильно, в результате всего этого гибнут наши нервные клетки. Тем не менее, несмотря на такие разные триггеры, запускающие молекулярные каскады, которые убивают нейроны, тот, кто наносит последний удар, – один и тот же. Этого «палача нейронов», похоже, удалось обнаружить команде из Университета Джонса Хопкинса. Статья об этом важном событии опубликована в 2016 году в журнале Science.

Ядро клетки во время партанатоза


Новые эксперименты с выращенными в лаборатории клетками опираются на работу Теда Доусона (Ted Dawson), руководителя Института клеточной инженерии Университета Джонса Хопкинса, в которой тот установил, что такие разные по симптомам и причинам неврологические проблемы, как инсульт, черепно-мозговая травма, болезни Паркинсона, Альцгеймера и Гентингтона, имеют в своей основе такой необычный механизм программируемой клеточной смерти, который получил название «партанатоз».

Этот механизм менее известен, в отличие от двух более «раскрученных»: некроза и апоптоза. Он получил своё название от греческого наименования смерти (танатос) и белка PARP-1 (поли-[АДФ-рибоза]-полимераза), вовлечённого в процес партанатоза. Этот процесс ещё называют PARP-1-зависимой клеточной смертью, хотя обычно PARP-1 вовлечён в противоположный процесс: востановления повреждений ДНК, ДНК-репарации (между прочим, Нобелевская премия по химии 2015 года!).

Из предыдущих работ исследователи знали, что когда белок, называемый митохондриальным апоптоз-индуцирующим фактором (AIF), покидает своё обычное место и движется в ядро, это приводит к разрезанию на кусочки ДНК и гибели клетки.

Но сам по себе AIF не может разрезать ДНК. Для поиска «палача» соавтор нового исследования, Инфей Ван (Yingfei Wang), использовал протеиновый чип для скрининга тысяч белков, чтобы найти те, кто наиболее активно взаимодействует с AIF. В результате скрининга Ван отобрал 160 кандидатов, с которыми работал на культурах клеток. Если быть более точными, он использовал молекулы так называемых малых интерферирующих РНК для того, чтобы остановить синтез каждого из белков и посмотреть, не остановит ли это клеточную смерть.

И вот, наконец, определился «победитель»: белок, который называется фактором ингибирования миграции макрофагов (MIF).

«Мы обнаружили, что AIF cвязывается с MIF для того, чтобы протащить его в ядро, где он делает своё чёрное дело. Мы думаем, что нашли финальный шаг, «этап казни» в партанатозе», — говорит Тед Доусон.

Значение этого открытия сложно переоценить – ведь если мы знаем, какой именно белок наносит «последний удар» нейронам и при инсультах, и при нейродегенеративных заболеваниях, есть шанс как-то этому противостоять.


Текст: Алексей Паевский

A nuclease that mediates cell death induced by DNA damage and poly(ADP-ribose) polymerase-1

Yingfei Wang, Ran An, George K. Umanah, Hyejin Park, Kalyani Nambiar, Stephen M. Eacker, BongWoo Kim, Lei Bao, Maged M. Harraz, Calvin Chang, Rong Chen, Jennifer E. Wang, Tae-In Kam, Jun Seop Jeong, Zhi Xie, Stewart Neifert, Jiang Qian, Shaida A. Andrabi, Seth Blackshaw, Heng Zhu, Hongjun Song, Guo-li Ming, Valina L. Dawson, and Ted M. Dawson in Science. Published online October 5 2016 doi:10.1126/science.aad6872

Все материалы, посвященные статьям в Nature и Science, вы можете прочитать по тэгу Nature&Science, а также по этой ссылке.