Исследователи из Бохума разработали новую гипотезу о том, как может возникнуть болезнь Альцгеймера. Они проанализировали взаимодействие белков FE65 и BLM, регулирующих деление клеток. В модели клеточной культуры они обнаружили сферические структуры в ядре, содержащие FE65 и BLM.
Взаимодействие белков вызвало неправильный сигнал для деления клетки. Это может объяснить дегенерацию и гибель нервных клеток у пациентов с болезнью Альцгеймера. Команда во главе с доктором. Торстен Мюллер и проф. Доктор. Катрин Маркус из отделения функциональной протеомики в сотрудничестве с Медицинским протеомным центром РУБ, возглавляемым проф. Гельмут Э. Мейер сообщил о результатах в Journal of Cell Science.
Выявлены компоненты сферических структур в ядре
Так называемый белок-предшественник амилоида АРР играет центральную роль в болезни Альцгеймера. Он пронизывает клеточную мембрану, а продукты его расщепления связаны с отложениями белка, которые образуются у пациентов с болезнью Альцгеймера вне нервных клеток. APP закрепляет белок FE65 на мембране, что и было в центре внимания текущего исследования. FE65 может мигрировать в ядро, где он играет роль в репликации и репарации ДНК. Основываясь на клетках, выращенных в лаборатории, команда во главе с доктором. Мюллер установил, что FE65 может объединяться с другими белками в ядре клетки с образованием сферических структур, так называемых "ядерные сферы". Видеомикроскопия показала, что эти кольцевые структуры сливаются друг с другом и, таким образом, могут расти. "Используя специальную модель клеточной культуры, мы смогли идентифицировать дополнительные компоненты этих сфер", говорит Андреас Шреттер, аспирант рабочей группы Morbus Alzheimer в Институте функциональной протеомики. Среди прочего, ученые обнаружили белок BLM, известный по синдрому Блума – чрезвычайно редкому наследственному заболеванию, которое связано с карликовостью, иммунодефицитом и повышенным риском рака. BLM участвует в репликации и репарации ДНК в ядре.
Количество FE65 определяет количество BLM в ядре клетки
Команда Мюллера внимательно изучила функцию FE65. Посредством генетических манипуляций исследователи создали культуры клеток, в которых продукция FE65 была снижена. Таким образом, меньшее количество FE65 генерировало меньшее количество белка BLM в ядре. Вместо этого BLM собирается в другой области клетки, эндоплазматическом ретикулуме. Кроме того, исследователи обнаружили более низкую скорость репликации ДНК в генетически модифицированных клетках. Таким образом, FE65 влияет на репликацию генетического материала через белок BLM. Когда исследователи снова увеличили производство FE65, количество BLM в ядре также снова увеличилось.
FE65 как возможный триггер болезни Альцгеймера
У пациентов с болезнью Альцгеймера белок APP, партнер взаимодействия FE65, изменяется. Взаимодействие двух молекул важно для транспорта FE65 в ядро, где он регулирует деление клеток в сочетании с BLM. Команда Мюллера предполагает, что измененное взаимодействие APP-FE65 по ошибке посылает клеткам сигнал о делении. Поскольку нервные клетки обычно не могут делиться, они вместо этого дегенерируют и умирают. "Эта гипотеза, которую мы преследуем в рабочей группе Morbus Alzheimer, также предоставляет новые отправные точки для потенциальных методов лечения, которые срочно необходимы для лечения болезни Альцгеймера," говорит доктор. Мюллер. В будущем команда также изучит, изменяется ли и как количество BLM у пациентов с болезнью Альцгеймера по сравнению со здоровыми субъектами.