«Болезнь Хокинга» объяснили появлением четырехспиральной ДНК

Квадруплекс 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.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:01 27 марта 2017
Замороженная стволовая клетка человека

Внутренние бомбы

Как клеточный суицид помогает против рака и старости
Два года для развода
Сколько времени понадобится Британии, чтобы выйти из ЕС
FILE - In this Saturday, June 4, 2011 file photo made by Associated Press photographer Anja Niedringhaus, injured U.S.Marine Cpl. Burness Britt reacts after being lifted onto a medevac helicopter from the U.S. Army's Task Force Lift "Dust Off," Charlie Company 1-214 Aviation Regiment. Location:
Sangin, AfghanistanПадение Сангинграда
Десятилетнее сражение за столицу наркоторговли завершилось победой «Талибана»
Больно, но полезно
Китай готовится к реформе госкорпораций, чреватой социальным взрывом
Participants attend a gay pride parade in central Istanbul June 30, 2013. Tens of thousands of anti-government protesters teamed up with a planned gay pride march in Istanbul. Crowds were stopped by riot police from entering Taksim, the centre of previous protests, but the atmosphere appeared peacefulОпасное интернет-проникновение
Грозит ли подъем геев-мусульман исламскому миру
Displaced people from the minority Yazidi sect, fleeing violence from forces loyal to the Islamic State in Sinjar town, walk towards the Syrian border, on the outskirts of Sinjar mountain, near the Syrian border town of Elierbeh of Al-Hasakah Governorate August 11, 2014. Islamic State militants have killed at least 500 members of Iraq's Yazidi ethnic minority during their offensive in the north, Iraq's human rights minister told Reuters on Sunday. The Islamic State, which has declared a caliphate in parts of Iraq and Syria, has prompted tens of thousands of Yazidis and Christians to flee for their lives during their push to within a 30-minute drive of the Kurdish regional capital Arbil. Picture taken August 11, 2014. REUTERS/Rodi Said (IRAQ - Tags: POLITICS CIVIL UNREST TPX IMAGES OF THE DAY) FOR BEST QUALITY IMAGE ALSO SEE: GM1EA8M1B4V01Дважды отверженные
Почему от женщин, вырвавшихся из плена боевиков, отворачивается общество
Фарту масти
Как простые русские парни становятся легендами киберспорта
Замороженная стволовая клетка человека Внутренние бомбы
Как клеточный суицид помогает против рака и старости
Красный — новый черный
Зачем люди скупают допотопные компьютеры и свитеры Apple
Первый тест премиального «корейца» Genesis
Смог ли обновленный Genesis G80 догнать «немецкую тройку»? Спойлер: нет
Тест: когда появились «поворотники» и ночное видение?
Непроходимый тест на знание истории… автомобиля!
Место, где живут мозги
Как выглядят штаб-квартиры известнейших автомобильных компаний
Невспаханная «Нива»
12 модификаций легендарного внедорожника, о которых вы не знали
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше