Сотрудничество 32 исследователей из семи стран под руководством ученых из кампуса клиники Мэйо во Флориде обнаружило генетическую мутацию, которая, по их словам, создает риск развития болезни Паркинсона раньше, чем обычно.
Крупное исследование, опубликованное в Brain, важно, потому что риск связан с единственной мутацией в гене предполагаемой киназы 1 (PINK1), индуцированном PTEN. Исследователи полагали, что эта редкая форма болезни Паркинсона развивалась только тогда, когда человек унаследовал мутации в обоих аллелях PINK1 (по одной от каждого родителя).
"Мы знаем, что если у вас есть мутации в обеих копиях PINK1, возраст начала болезни Паркинсона обычно будет моложе 45 лет. Это исследование показало, что если человек унаследовал конкретную мутацию только в одном гене PINK1, болезнь может развиться примерно в 55 лет. Напротив, наиболее распространенные, несемейные формы болезни Паркинсона развиваются примерно в 65 лет," говорит старший исследователь исследования, Вольфдитер Шпрингер, доктор философии.D., нейробиолог в кампусе Mayo Clinic во Флориде.
Генетические исследования показали, что единственный мутировавший аллель PINK1 может создавать чрезмерный риск развития болезни. Потребовалось "очень эффективный синергетик" усилия клинических, структурных и клеточных биологов, а также генетиков и данные тысяч пострадавших пациентов, чтобы показать, как это привело к более раннему развитию болезни, доктор. Спрингер говорит.
"Чтобы решить эту загадку, потребовалось настоящее международное сотрудничество," он говорит.
PINK1 работает с другим геном, PARKIN, чтобы митохондрии в нейронах оставались здоровыми. Митохондрии являются электростанциями клетки, и многие заболевания мозга, включая болезнь Паркинсона, характеризуются нарушением производства энергии в нейронах.
При работе белки обоих генов работают вместе, обеспечивая безопасное удаление поврежденных митохондрий из клетки. Они делают это, производя белковый маркер, который маркирует поврежденные митохондрии, которые необходимо разрушить. Эта процедура является частью тщательно продуманной "контроль качества" система митохондрий.
"Митохондрии похожи на атомную электростанцию клетки, которая дает фантастическую энергию, когда они хорошо работают," Доктор. Спрингер говорит. "Но, когда что-то пойдет не так, результат может быть катастрофическим для клетки мозга, вызывая нейродегенерацию."
Мутации в обоих аллелях (или копиях) PINK1 или в обоих аллелях PARKIN означают, что путь PINK1-PARKIN не может функционировать, а поврежденные митохондрии накапливаются в нейроне, что приводит к его гибели.
Это исследование показало, что конкретная мутация (p.G411S) в одной копии PINK1 существенно нарушает этот же путь, ингибируя белок, продуцируемый другим здоровым аллелем PINK1. "Эта редкая мутация имеет чрезмерный эффект, и оставшихся уровней функционального белка PINK1 недостаточно, чтобы справиться с поврежденными митохондриями," Доктор. Спрингер говорит.
По его словам, полученные данные могут иметь значение для других нейродегенеративных заболеваний, многие из которых связаны с повреждением митохондрий.
Исследование началось с генетических открытий, когда один из ведущих авторов, Андреас Пушманн, М.D., Ph.D., из отделения неврологии университетской больницы Сконе, Швеция, был приглашенным научным сотрудником в клинике Майо. Дополнительные структурные и биологические данные клетки предоставили искомый механизм для объяснения наблюдаемого явления.