Международная группа учёных, включая исследователей из Института медицинских открытий Сэнфорда Бернема Пребиса, выявила ранее неизвестное генетическое заболевание. Оно вызывает у подростков преждевременное старение (прогерию), тяжелые когнитивные нарушения и потерю двигательных навыков. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Communications, сообщает Medical Xpress.
Чтобы найти причину недуга, ученые применили секвенирование генома. Выяснилось, что болезнь вызывает мутация в гене IVNS1ABP, который ранее не связывали с процессами старения или неврологическими патологиями. Для экспериментов специалисты взяли образцы кожи пациентов и перепрограммировали клетки в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, сохранив в них мутацию.
Под микроскопом выяснилось, что клетки с мутацией растут гораздо медленнее здоровых. Изучая их, авторы работы обнаружили три признака повреждения генома и повышенный уровень гена CDKN2A, связанного с клеточным старением. Клетки фактически переходили в состояние, напоминающее «зомби», и часто погибали при делении.
Старший автор исследования Су-Чун Чжан пояснил, что проблема кроется в динамике актина — структурного белка, отвечающего за форму клетки.
«Во время деления клетки актиновая нить должна образовывать фиксирующую структуру, которая обычно имеет форму очень круглого и ровного кольца. Но в клетках с мутацией измененный актин образует сжатое кольцо неправильной формы, из-за чего клетки не разделяются симметрично и повреждаются», — рассказал Су-Чун Чжан.
В ходе экспериментов ученые составили список из 14 потенциальных белков, задействованных в процессе, и 10 из них оказались связаны с актином. Исследователям удалось доказать, что если обработать мутировавшие клетки химическими стабилизаторами, структура актина восстанавливается, а скорость нормального деления клеток повышается.
По словам первого автора исследования Фан Юаня, сейчас команда разрабатывает животную модель заболевания, чтобы продолжить изучение механизмов и в будущем создать потенциальные методы лечения. Открытие, сделанное с помощью клеточного перепрограммирования, демонстрирует мощный подход к выявлению редких болезней, которые ранее оставались загадкой для науки.
Проблема клеточного старения и генетических сбоев, приводящих к тяжелым заболеваниям, сегодня находится в центре внимания научного сообщества. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», исследователи Пермского Политеха недавно представили собственную модель ДНК, объясняющую физические принципы, лежащие в основе перерождения здоровых клеток в раковые и их преждевременного старения.