Naukowcy znaleźli transpozon odpowiedzialny za chorobę Huntingtona

Niemieccy naukowcy zidentyfikowali molekularną trójcę, która reguluje produkcję szkodliwego białka odpowiedzialnego za chorobę Huntingtona. Choroba Huntingtona, zwana również pląsawicą Huntingtona, jest dziedziczną chorobą mózgu, powodującą niekontrolowane ruchy oraz otępienie. W Niemczech jest 8000 pacjentów z tą chorobą i co roku przybywa kilkaset nowych przypadków. Choroba najczęściej ujawnia się między 35 a 50 rokiem życia i jest śmiertelna.

Wywołuje ją defekt genetyczny, a mianowicie wielokrotne, dłuższe niż zazwyczaj kopie tego samego motywu w DNA pacjenta. Długie sekwencje DNA prowadzą do zmian w sekwencji aminokwasowej białka zwanego huntingtyną, co w konsekwencji może prowadzić do obumierania komórek mózgowych.

W badaniu opublikowanym w Nature Communications naukowcy przeanalizowali krytyczny etap w produkcji białka – translację. Podczas tego procesu kopia DNA, mRNA, jest tłumaczona na konkretną strukturę białka. W mRNA chorych na pląsawicę Huntingtona występuje nadzwyczaj duża ilość kodonów zawierających aminokwas glutaminę (CAG). W związku z tym w huntingtynie pojawiają się długie ciągi glutamin, prowadzące do defektu białka.
 
Niemieccy naukowcy zidentyfikowali trzy molekuły, które regulują produkcję huntingtyny. Zespół molekuł, nazwany MID1, łączy się z mRNA i kontroluje syntezę wadliwego białka. Gdy badacze zmniejszyli stężenie MID1 w komórkach, produkcja wadliwej huntingtyny spadła.

„Gdybyśmy mogli znaleźć sposób oddziaływania na zespół (molekuł), na przykład za pomocą leków, możliwe jest, że udałoby się bezpośrednio wpłynąć na produkcję wadliwej huntingtyny. Ten rodzaj terapii nie tylko leczyłby objawy, ale również przyczynę choroby Huntingtona” – powiedziała jedna z badaczek, Sybille Krauss.

Zespół molekuł składa się z proteiny MID1 (od której bierze swoją nazwę) oraz z protein PP2Ac i S6K. Badacze odkryli, że przy chorobie Huntingtona wszystkie trzy molekuły łączą się z kodonami zawierającymi glutaminę. Ilość przyłączonych molekuł wzrasta wraz ze wzrostem długości sekwencji DNA.

W serii eksperymentów laboratoryjnych naukowcy przeanalizowali proteiny z mózgów myszy. Ich kod genetyczny został tak zmieniony, żeby zawierał wydłużone powtarzające się sekwencje CAG.

Naukowcy zaobserwowali, że MID1 łączy się nie tylko ze zwykłym mRNA, ale również z mRNA zawierającym zbyt długie ciągi CAG.

Ponadto, PP2Ac i S6K również łączą się z mRNA, jeżeli obecna jest proteina MID1.

Gdy natomiast zmniejszono ilość MID1, łączenie się nie następowało. Badacze konkludują, że kluczową w łączeniu się trzech protein z mRNA jest MID1.

Naukowcy udowodnili również, że MID1 kontroluje translację mRNA ze zbyt długimi sekwencjami CAG. W tym celu porównali komórki produkujące normalną i wadliwą huntingtynę.

Okazało się, że zmniejszenie ilości proteiny MID1 obniżyło produkcję wadliwej huntingtyny. Nie wpłynęło ono jednak na produkcję normalnego białka. Dowodzi to, że zespół molekuł MID1 łączy się jedynie z mRNA zawierającym zbyt długie sekwencje CAG.

Odkrycie niemieckich naukowców daje nadzieję, że chorobę Huntingtona będzie można leczyć przez obniżenie produkcji wadliwej huntingtyny. Badacze pracują teraz nad substancją, za pomocą której udałoby się ten cel osiągnąć.