Две мутации лучше, чем одна

Новое исследование биологов из Университета Сан-Диего показало, что две отдельные генетические мутации, каждая из которых сильно снижает функцию мышечного белка миозина у плодовых мушек, вместе могут частично восстанавливать его активность.

Миозин и его функция

Миозин — это моторный белок, участвующий в мышечном сокращении. Его нормальная работа зависит от химических связей, удерживающих правильную конфигурацию. Мутации, разрушающие эти связи, приводят к потере функции и аномальному сокращению мышц.

Эксперимент с мутантными мушками

Учёные создали линии мушек с реверсией заряда в одной из двух ключевых аминокислотных субъединиц миозина — E497 или R712. Взаимодействие между ними зависит от заряда (отрицательного на E497 и положительного на R712). Мутации в этих аминокислотах у человека вызывают гипертрофическую кардиомиопатию.

• Одиночные мутации: Мухи с изменением заряда в E497 или R712 полностью теряли способность летать. Активность их белков миозина была примерно в 5 раз ниже нормы.
• Двойная мутация: Мухи с реверсией заряда в обеих аминокислотах (E497 и R712) также не летали. Однако активность их миозина составляла около 73% от активности белка у нормальных мух — значительное улучшение по сравнению с одиночными мутациями.

Интересно, что гетерозиготные мухи (с копиями как нормального, так и двойного мутантного гена) в молодом возрасте могли летать, но только в случае двойной мутации.

Значение для медицины

Поскольку миозин мух очень похож на человеческий, а затрагиваются те же аминокислоты, дисфункциональный процесс, вероятно, лежит в основе кардиомиопатии, вызванной мутациями в этих аминокислотах у людей.

Результаты указывают, что аномальная функция клеток сердечной мышцы человека — это в основном следствие структурных дефектов в белке миозина, ведущих к биохимической дисфункции. Это открывает потенциал для разработки лекарств, которые могли бы модифицировать функцию миозина, чтобы преодолеть ошибки связей в аномально заряженных белках и улучшить работу клеток сердечной мышцы.

Исследование опубликовано в Journal of Biological Chemistry.