Белок MeCP2 – это каша для привередливого нейрона. Как и Златовласка, нейрону или клетке мозга нужен белок в нужном количестве. У девочек, рожденных с дисфункциональным MeCP2 (метил-CpG-связывающим белком 2), развивается синдром Ретта, неврологическое заболевание. Слишком большое количество MeCP2 может вызвать спастичность или задержку развития с симптомами аутизма у мальчиков.
Теперь исследователи из Медицинского колледжа Бейлора и Детской больницы Техаса обнаружили, что нейрон нуждается в постоянном поступлении этого белка на протяжении всего своего существования. Отчет об этом исследовании опубликован в Science Express.
MeCP2 был обнаружен в 1999 г. в лаборатории доктора Р. Худа Зогби, директор Неврологического научно-исследовательского института Яна и Дэна Дунканов при ТКП и профессор неврологии, нейробиологии, педиатрии, молекулярной генетики и генетики человека в BCM и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза. Мутация в MeCP2 приводит к синдрому Ретта, неврологическому заболеванию, которое поражает в основном девочек. Плоды мужского пола, рожденные с мутацией (которая приводит к нарушению функции белка), умирают до рождения, но девочки выглядят нормально, пока им не исполнится 6-18 месяцев. Затем они начинают регрессировать и их рост замедляется. У них развиваются ненормальные движения рук, например, заламывание. Их ползание и ходьба уменьшаются, и они в конечном итоге теряют способность говорить или общаться. У них проявляются некоторые симптомы аутизма.
Ясно, что MeCP2 имеет решающее значение для нормального психического функционирования, но остается вопрос. Нужны ли нейронам MeCP2 на протяжении всей жизни, или они будут защищены и будут работать должным образом, если MeCP2 предоставляется только в раннем возрасте, а затем прекращается в зрелом возрасте??
К удивлению Зогби и М.D./ Ph.D. студент Кристофер МакГроу, первый автор статьи, нейроны нуждаются в белке на протяжении всей жизни.
"Продолжая аналогию с кашей, если убрать ее, вы окажетесь в том же положении, что и человек, у которого ее никогда не было," сказал Макгроу.
Чтобы продемонстрировать это, они разработали мышь, из которой они могли уничтожить MeCP2 во взрослом возрасте.
"Мы обнаружили, что они выглядели так же, как мыши, рожденные без белка," сказал Макгроу. Мыши развили поведение, подобное Ретту, в том числе конечности "сжимая" поведение и нарушение обучения и памяти. Мыши также умерли преждевременно, через 13 недель после удаления белка. Мыши, рожденные без белка, также умирают примерно в 13-недельном возрасте.
"Это говорит о том, что функция этого белка всегда необходима," сказал Макгроу. "Наличие этого белка до взрослого возраста не приводит к созданию нервной системы, более устойчивой к потере MeCP2, чем тот, кто родился без него."
"Это было для нас самым удивительным," сказал Зогби. "Плюс в том, что если вы можете добавить белок обратно, вы можете спасти нейроны, что действительно произошло, когда лаборатория доктора. Адриан Бёрд, исследователь Центра клеточной биологии Wellcome Trust, добавил этот ген у взрослых в своих прошлых исследованиях," она сказала. "Новое исследование показывает, что аномалий развития нет. Все дело в том, что белок нужен прямо здесь, чтобы указывать нейронам, что им делать."
MeCP2 влияет на эпигенетическую программу клетки, изменяя уровни экспрессии определенных генов без изменения последовательности самой ДНК. Ученые все еще пытаются определить, что именно он делает в клетке, и это может позволить врачам разработать лечение, которое пациенты будут принимать на протяжении всей своей жизни.
"Если мы сможем придумать способ обеспечить функции этого белка, у нас будет шанс успешно лечить этих пациентов и поддерживать их здоровье," она сказала.
Просто дать пациентам MeCP2 не сработает из-за необходимости точной настройки количества белка в клетке.
Вместо этого она и ее коллеги ищут препараты, которые могут выполнять ту же функцию, что и MeCP2, или изменять пути, по которым работает этот ген.
Доктор. Родни С. Самако из BCM также участвовал в этом исследовании.