Исследователи из Университета Арканзаса разработали новую модельную систему для изучения рецепторного белка, который контролирует гибель клеток как у людей, так и у плодовых мух, открытие, которое может привести к лучшему пониманию нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона.
Майкл Леманн, доцент биологических наук, использует генетику плодовых мушек для изучения рецептора – рецептора N-метил-D-аспартата, известного как рецептор NMDA, – который запускает запрограммированную гибель клеток в нервной системе человека.
По словам Леманна, с возрастом населения нейродегенеративные заболевания стали серьезной проблемой для общественного здравоохранения.
"Когда клетки мозга умирают в результате нейродегенеративного заболевания или в результате травм, вызванных инсультом, воздействием алкоголя или нейротоксинов, этот рецептор задействован," он сказал. "Поэтому очень важно понимать, как он функционирует и как на него можно повлиять."
Когда личинки Drosophila melanogaster, обыкновенной плодовой мухи, переходят из личиночной стадии во взрослые особи, они теряют большую часть своих прежних органов и вырастают новые. Около полутора лет назад исследователи из лаборатории Леманна обнаружили, что рецептор NMDA необходим для гибели клеток в системе, которую они использовали в течение нескольких лет для изучения основных механизмов запрограммированной гибели клеток у плодовых мушек.
"Наша модельная система для изучения запрограммированной гибели клеток – это слюнные железы личинок мух, которые представляют собой сравнительно большие органы, которые полностью исчезают во время метаморфоза," он сказал. "Утилизация этой ткани путем запрограммированной гибели клеток дает нам очень хорошую систему для изучения генов, необходимых для этого процесса. Мы можем использовать его для идентификации генов, которые необходимы для запрограммированной гибели клеток у людей."
Национальный институт здоровья предоставил Lehmann трехлетний грант в размере 260 530 долларов США для поддержки исследования.
Брэнди Ри, докторант междисциплинарной программы аспирантуры в области клеточной и молекулярной биологии, работала с Леманном, чтобы использовать комбинацию биохимии и генетики плодовых мух в попытке определить путь, который ведет от активации рецептора к возможной гибели клетки.
"Мы разработали новую систему для изучения рецепторов вне нервной системы в нормальном контексте развития," Леманн сказал. "В этой системе известны многие из различных компонентов, участвующих в гибели клеток. Об этом рецепторе опубликовано более 30 000 публикаций, но до сих пор очень мало известно о том, как рецептор вызывает гибель клеток. Нам просто нужно соединить точки и приспособить рецептор к пути, чтобы узнать, как именно он способствует гибели клетки."
В середине карьеры исследователь Центра структуры и функции белков Университета Арканзаса, Леманн более десяти лет изучает запрограммированную гибель клеток у Drosophila melanogaster.
В 2007 году исследовательская группа Леманна обнаружила важный механизм, регулирующий разрушение слюнных желез личинок плодовой мухи, который может указать путь к пониманию запрограммированной гибели клеток в иммунной системе человека. Они опубликовали свои выводы в Journal of Cell Biology.