Белок PINK1 поможет в лечении болезни Паркинсона
В течение примерно десяти лет ученые, исследующие болезнь Паркинсона, изучали путь, связанный с тем, как клетки мозга обрабатывают энергию, и теперь загадка, связанная с ролью конкретного белка, была решена. Команда создала беспрецедентную картину «живого действия», которая показывает, как активируется этот белок, и предоставила исследователям план методов лечения, которые помогают предотвратить гибель клеток, связанную с этим заболеванием.
Болезнь Паркинсона возникает, когда нервные клетки мозга, ответственные за производство дофамина, отмирают или становятся поврежденными, но механизмы, лежащие в основе этого процесса, остаются неясными. Исследования показали, какую роль митохондрии могут играть как электростанции, обеспечивающие клетки химической энергией, и как эта роль может принимать зловещую природу, когда митохондрии начинают работать со сбоями.
С возрастом митохондрии повреждаются и накапливаются в организме, а исследования показывают, как они могут изменять форму и сами создают токсичную среду для таких болезней, как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.
Исследования показали, что белок под названием PINK1 играет важную защитную роль перед лицом этой угрозы, маркируя поврежденные митохондрии для разрушения и удаления, позволяя вместо этого заменять их здоровыми митохондриями.
Но когда есть дефекты в самом белке PINK1 или других компонентах этого важного пути, митохондрии не могут быть переработаны, и клетки испытывают недостаток энергии.
Таким образом, PINK1, играет важную роль в раннем начале болезни Паркинсона, и ученые смогли получить различные изображения того, как он активируется. Теперь ученые из Института медицинских исследований Уолтера и Элизы Холл использовали передовую технологию криоэлектронной микроскопии, чтобы наблюдать за белком в «мельчайших молекулярных деталях» и соединять различные части головоломки.
«Во многих документах из лабораторий по всему миру, в том числе и в нашей, есть снимки белка PINK1, – говорит автор исследования Чжун Янь Гань. – Однако различия в этих снимках в некоторой степени способствовали путанице в отношении белка и его структуры. Нам удалось сделать серию снимков белка и сшить их вместе, чтобы сделать фильм «живое действие», который раскрывает весь процесс активации PINK1. Затем мы смогли понять, почему все эти предыдущие структурные изображения были разными – это были снимки, сделанные в разные моменты времени, когда этот белок был активирован для выполнения своей функции в клетке».
По мнению ученых, это открытие может иметь большое значение для разработки лекарств для лечения болезни Паркинсона.
Фармацевтические компании уже нацеливаются на белок PINK1 с этой целью, но «работают немного вслепую». С новым пониманием его структуры есть надежда, что можно будет разработать лекарства, которые включают этот белок и замедляют или даже останавливают прогрессирование болезни.
«Одно из важнейших открытий, которые мы сделали, заключалось в том, что этот белок образует димер – или пару, – которые необходимы для включения или активации белка для выполнения своей функции», – говорят ученые. «Есть десятки тысяч статей об этом семействе белков, но визуализировать, как этот белок собирается вместе и изменяется в процессе активации, удалось впервые в мире”.