Ученые воспроизвели человеческое нейродегенеративное заболевание у плодовых мушек

Международная группа ученых создала генетически модифицированную плодовую мушку (Drosophila melanogaster), которая воспроизводит ключевые черты болезни Шарко-Мари-Тута — распространенного нейродегенеративного расстройства, поражающего примерно одного из 2500 человек в США.

Работа, описанная в статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (22 июня 2009 г.), позволит по-новому изучить развитие болезни, понять ее механизмы у людей и создать инструмент для поиска потенциальных лекарств.

Что такое болезнь Шарко-Мари-Тута?

Это одно из самых распространенных наследственных неврологических заболеваний. У пациентов теряется защитная миелиновая оболочка нервов, что приводит к потере мышечной массы, боли, деформации стоп и трудностям при ходьбе, обычно проявляющимся в раннем взрослом возрасте.

Генетическая причина

После расшифровки генома человека выяснилось, что у некоторых пациентов с этим заболеванием есть мутации в генах, кодирующих критический белок — тирозил-тРНК-синтетазу.

Этот белок относится к классу молекул, участвующих в одном из самых фундаментальных процессов жизни — синтезе белка. тРНК-синтетазы присоединяют аминокислоты к транспортным РНК (тРНК), которые затем используются рибосомой для построения белков.

Загадка мутаций

Когда мутации в тирозил-тРНК-синтетазе связали с болезнью, возник вопрос: проблема в нарушении ее основной функции (синтеза белка) или в какой-то другой, неизвестной функции этого белка?

Профессор Пол Шимел, много лет изучавший эти молекулы, предположил, что если мутантная синтетаза сохраняет активность в синтезе белка, то воспроизведение тех же мутаций у другого организма должно вызвать болезнь. Это докажет, что причина — в утрате новой, неизвестной функции белка.

Эксперимент и результат

Убедившись, что болезнь не вызвана дефектом в синтезе белка, исследователи внесли те же мутации в ген аналога этого белка у плодовой мушки. У насекомых развилось состояние с несколькими характерными признаками человеческого заболевания.

Это говорит о том, что болезнь Шарко-Мари-Тута связана с какой-то фундаментальной и неизвестной функцией, которую белок выполняет в развитии и гомеостазе нервной системы. Поскольку эта функция есть и у людей, и у мушек, она, вероятно, эволюционировала сотни миллионов лет назад, еще до разделения их древних предков.

Значение работы

Генетически измененные плодовые мушки стали удобной и мощной моделью для изучения этой загадочной функции и поиска потенциальных методов лечения болезни.