Исследование дрожжей привело к открытию о заболевании ЦНС

Изучение фундаментальных аспектов биологии иногда приводит к неожиданным открытиям, напрямую связанным с болезнями человека. В одном из последних примеров научной серендипности исследователи из Института Солка обнаружили, что важный механизм контроля качества в пекарских дрожжах тесно связан с гипомиелинизирующей лейкодистрофией — изнурительным заболеванием у детей.

Результаты, опубликованные 7 сентября 2018 года в журнале eLife, могут указать на терапевтический подход для этого редкого заболевания, а также для рассеянного склероза и других нейродегенеративных болезней.

Исследование было сосредоточено на процессе сумоилирования — механизме контроля качества, который сигнализирует клетке о необходимости удаления белка.

• В ходе генетического скрининга в дрожжах был идентифицирован белковый комплекс РНК-полимераза III (Pol III), важный для копирования ДНК в РНК.
• Мутации в Pol III останавливали рост клеток, так как мутантный Pol III не мог производить достаточное количество транспортных РНК (тРНК), необходимых для синтеза белков.
• Этот дефект можно было исправить, снижая уровень сумоилирования в дрожжевых клетках.

Параллельно другие научные группы установили, что причиной гипомиелинизирующей лейкодистрофии (нейродегенеративного заболевания, характеризующегося потерей защитной миелиновой оболочки нервных клеток) являются мутации в Pol III.

Новые данные лаборатории Хантера предполагают, что один из способов ограничить эффекты этих мутаций — частично ингибировать сумоилирование, что, в свою очередь, заблокирует действие мутировавшего Pol III.

Однако предстоит долгий путь:

• Сумоилирование важно и для многих других функций, поэтому его ингибирование во всех клетках нецелесообразно.
• Неизвестно, почему именно олигодендроциты (клетки, формирующие миелиновую оболочку) особенно чувствительны к этим мутациям Pol III.

Лаборатория Хантера продолжает работу, изучая модели мышей с мутировавшим Pol III, а также аналогичные мутации в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (iPSC) и раковых клетках.