Что сводит корову с ума? Уроки от маленькой рыбки

Уже более двадцати лет учёным известно, что нормальный белок мозга PrP (прионный белок) может становиться вредоносным и вызывать смертельные заболевания, такие как болезнь Крейтцфельдта-Якоба у людей и губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (BSE). Однако они не могли объяснить, зачем наш организм изначально производит большое количество этого нормального белка. В новом исследовании, опубликованном в PLoS Biology, учёные из Университета Констанца (Германия) показали, что PrP действительно играет полезную роль для организма — он помогает клеткам общаться друг с другом во время эмбрионального развития.

При прионных болезнях нормальный белок PrP превращается в угрожающее жизни вещество из-за аномального изменения его химической структуры. Более того, прионы обладают коварной способностью к репликации, «передавая» свою аномальную структуру здоровым молекулам PrP и порождая новые патогенные частицы.

Хотя этот процесс «конверсии» объясняет, как распространяются прионы, «Аномальная функция прионного белка считается одной из причин нейродегенерации», — объясняет руководитель исследования доктор Эдвард Малага-Трильо. Однако нормальная функция PrP многие годы оставалась неразгаданной загадкой. До сих пор все эксперименты на генетически модифицированных мышах не давали убедительных доказательств, так как животные, лишённые PrP, казались совершенно здоровыми. Тупик?

Вовсе нет. Учёным из Констанца удалось показать, что отсутствие PrP может вызывать явные физиологические аномалии у живого организма, и секрет был в использовании в качестве модели крошечной рыбки — данио-рерио.

Когда исследователи вводили в икру рыб морфолино (ДНК-подобные молекулы, блокирующие нормальную выработку PrP), обработанные эмбрионы данио-рерио не могли развиваться нормально и в итоге погибали. Белки, которые в норме находятся в эмбрионах рыб в местах контакта клеток, исчезали, что делало эти клетки неспособными к коммуникации и выполнению программы дифференцировки, формирующей основные структуры тела, включая нервную систему.

«Затем мы смогли доказать, что PrP служит клеящим элементом, который соединяет клетки и удерживает их в контакте», — поясняет соавтор работы доктор Гонсало Солис. «Когда две соседние клетки вступают в контакт, они получают возможность обмениваться важными сигналами, влияющими на функцию ткани в организме».

Хотя работа Малага-Трильо, Солиса и коллег не предлагает немедленного лекарства от болезни Крейтцфельдта-Якоба или BSE, команда из Констанца сложила первые части сложной головоломки, что может расширить наше понимание прионных болезней и дать надежду на их эффективное лечение.