«Болезнь Хокинга» объяснили появлением четырехспиральной ДНК

Квадруплекс ДНК

Ученые из Университета Джонcа Хопкинса в Балтиморе установили молекулярно-генетический механизм, который лежит в основе возникновения «болезни Стивена Хокинга»(бокового амиотрофического склероза) и некоторых других нейродегенеративных заболеваний. Работа ученых опубликована в Nature, кратко о ней можно прочитать в редакционной статье издания.

Биологи обнаружили, что болезнь развивается в результате появления в клетках большого количества четырехспиральной ДНК и РНК в гене C9orf72. Сам по себе ген, мутация в котором связана с развитием болезни, был уже установлен ранее. Однако до сих пор ученые не знали, как именно множественные повторы нуклеотидов GGGGCC приводят к поломке гена. Загадочность этого явления связана с тем, что эти повторы появляются только в интронах — некодирующей части ДНК. Последовательности интронов вырезаются из РНК-копии гена во время ее созревания, и, следовательно, никак не влияют на последовательность аминокислот белка.

Оказалось, что множественные повторы в C9orf72 приводят к тому, что ДНК из канонической двуспиральной Уотсон-Криковой формы превращается в четырехспиральную (квадруплекс, «Лента.ру» о такой структуре уже писала). РНК-полимераза, которая пытается сделать копию с такой ДНК, сначала останавливается, а затем «сходит с рельс». В результате этого образуется большое количество недоделанных укороченных РНК-копий этого гена, которые тоже приобретают четырехспиральную структуру. Они связывают на себя некоторые важные белки, в том числе и те, которые в норме отвечают за созревание рибосом. В результате, синтез белков в клетке оказывается почти парализованным.

Ученые пока не могут ответить на вопрос от том, как именно все эти молекулярные изменения в конце концов приводят к деградации нейронов. Это может быть опосредовано как недостаточной работой самого гена C9orf72 (так как ему не удается экспрессироваться в полной рабочей форме), так и с тем эффектом, который оказывают на клетку многочисленные РНК-квадруплексы. Тем не менее, определение молекулярного механизма того, как повторы в некодирующей части гена могут приводить к его поломке, имеет очень важное значение. Подобные мутации могут быть связаны не только с «болезнью Хокинга», но и с болезнями Альцгеймера и Хантингтона.

Боковой амиотрофический склероз называется также болезнью Лу Герига или мотонейронной болезнью Шарко. Она поражает мотонейроны, то есть нейроны, отвечающие за иннервацию мышц. В результате гибели нервных клеток развивается мышечная атрофия, что приводит к параличу. Больной обычно умирает в течение трех-семи лет от отказа дыхательной мускулатуры. Британский физик Стивен Хокинг, один из самых известных пациентов с БАС — один из двух человек в мире, болезнь которых со временем стабилизировалась.

Наука и техника00:0630 ноября 2017
Красноармейцы в финском плену. Лагерь в области Париккала

«Красноармейцы — голодные и нищие колхозники»

Сталин обрек тысячи солдат на мучительную смерть и подарил Финляндию Гитлеру
Звон мечей
Лучшая ролевая игра со времен Morrowind и «Ведьмака»: Kingdom Come: Deliverance
Огненный демон
Смертоносное оружие России держит в страхе Европу и США
Луис Глазман «Битва при Ситке»Обойдемся
Эти индейцы воевали с русскими до 2004 года. Они вынудили Россию продать Аляску
«Они звали Гитлера герр Маляр»
Фашистка, нацистка, красавица: скандальная жизнь самых известных сестер Британии
«В школе мне часто приходилось терпеть унижения»
Жан Дюжарден о природе своей комедии и жизни после «Оскара»
На катере к твоей матери
Ирландец годами караулил подростков на пристани
Травмируй меня нежно
Самоубийства и сексуальные фантазии в 35 лучших зарубежных книгах сезона
Доктор смерть
Он качал из людей кровь и создал армию колдунов, чтобы держать в страхе Гаити
За заслуги
Вещи, которые спасут защитников Отечества от холода, скуки и опозданий
«Если араб не воюет, он дрифтует»
Богатым арабам джихад не нужен. Они любят бешеную скорость и наркотики
Книга мемов: почему Tesla все-таки крутая
Все хорошее, что придумала и сделала компания Илона Маска
Сегодня ничего не произошло
Длительный тест Hyundai Sonata: итоги, конкуренты, стоимость владения
Тест: угадай машину знаменитости
Вспоминаем, какие тачки стоят в гаражах звезд шоу-бизнеса
Продано! Машины, раскупленные еще до премьеры
Невероятные автомобили, которые скупили до начала продаж