Новое исследование Элизабет Роудс (Elizabeth Rhoades) показало, что когда альфа-синуклеин связывается с внеклеточными гликопротеинами, белками с добавленными молекулами сахара, он легче воспринимается нейронами. Учеными также идентифицирован специфический пресинаптический белок – нейрексин 1β, в качестве ключевого регулятора в этом процессе и потенциальной терапевтической мишени. Данное исследование было опубликовано в журнале PLOS Biology.
Актуальность проблемы
Болезнь Паркинсона это нейродегенеративное заболевание, которым страдают более 6 миллионов человек во всем мире, вызвана накоплением белков альфа-синуклеина в головном мозге. Биологическая функция альфа-синуклеина до сих пор не совсем понятна, но из-за его роли в нейродегенеративных заболеваниях исследователи активно изучают этот белок, чтобы понять механизмы заболевания и разработать новые методы лечения.
В одной возможной модели патологии болезни Паркинсона внутри нейрона образуются пучки белков альфа-синуклеина, известных как агрегаты. Затем это приводит к гибели клеток и высвобождению кластеров альфа-синуклеина, которые поглощаются другими нейронами. Поскольку нейродегенеративные заболевания имеют типичные паттерны прогрессирования, знание того, как альфа-синуклеин перемещается между нейронами в мозге, поможет исследователям понять распространение болезни.
Материалы и методы исследования
Предыдущая работа лаборатории Rhoades предполагала наличие гликанового связывания на альфа-синуклеине. Это открытие в сочетании с опытом Бирола (Birol) в анализе взаимодействий белок-мембрана привели к исследованию того, как альфа-синуклеин взаимодействует с клеточными мембранами.
Бирол был способен ферментативно удалять специфические гликаны с поверхности клетки, чтобы увидеть, как их присутствие или отсутствие может изменить то, как альфа-синуклеин поглощается нейронами.
Результаты научного исследования
Когда гликаны были удалены, количество кластеров альфа-синуклеина, поглощаемых клетками, значительно уменьшалось. Это исследование было сосредоточено на ацетилированной форме белков альфа-синуклеина, которая присутствует как в здоровых, так и в пораженных нейронах и изучается реже. Ученые обнаружили, что ацетилированная форма была более эффективной в формировании кластеров белков внутри нейронов и была необходима для взаимодействия с гликанами.
«Никто действительно не подчеркнул важность этих ацетилированных версий. Как правило, мы должны сделать шаг назад, пытаясь понять, как этот белок может размножаться между клетками, и я думаю, что гликаны могут быть одним из аспектов этого процесса», – говорит Бирол.
Выводы
Роудс и Бирол считают, что самым неожиданным открытием было открытие нейрексина 1β как потенциального партнера в том, как альфа-синуклеин поглощается нейронами. Они надеются, что будущие исследования этого пресинаптического белка могут дать представление о новых стратегиях лечения болезни Паркинсона и других нейродегенеративных заболеваний.
Авторы другого исследования утверждают, что дефектные глиальные клетки могут вызвать болезнь Паркинсона.
