Белки «Альцгеймера» могут привести к нейронным пробкам

Ученые знали, что белок под названием пресенилин играет важную роль в болезни Альцгеймера. Новое же исследование раскрывает один интригующий способ, как все это происходит.

8 октября в своей статье, опубликованной в журнале Human Molecular Genetics, исследователи из Университета штата Нью-Йорк в Буффало (англ. University at Buffalo) сообщили, что пресенилин фуекционирует с ферментом GSK-3ß, чтобыбы контролировать скорость материалов (таких, как белки, которые необходимы для выживания клеток) передвигающихся по клеткам.

«Слишком большое или маленькое количество пресенилина нарушает деятельность GSK-3ß, в результате чего нарушается транспортировка грузов по нейронам», — говорит ведущий исследователь Шермали Гунавардена (Shermali Gunawardena) — кандидат наук, доцент кафедры биологических наук в Университета штата Нью-Йорк в Буффало. «Это может привести к серьезным проблемам».

У пациентов с болезнью Альцгеймера было выявлено более 150 мутаций пресенилина. Ранее ученые показали, что «неисправный» белок может вызвать блокировку нейронов, разрезая на куски другие белки, которые накапливаются в клетках головного мозга.

«Наша работа разъясняет, как проблемы с пресенилином могут способствовать ранним проблемам, которые наблюдаются при болезни Альцгеймера, в число которых входят: раннее вмешательство при помощи лекарственных препаратов, потеря нейронов и клинические проявления заболевания», — говорит Гунавардена.

Исследование показывает, что пресенилин активирует GSK-3ß. Это важное открытие, поскольку фермент помогает контролировать скорость, при которой крошечные, органические пузырьки переправляют необходимые грузы по нейроным путям. (Эти пузырькаи можно сравнить с грузовиками, каждый из которых работает от крошечных молекулярных моторов, известных как динеин и кинезин).

Когда исследователи понизили объем пресенилина в нейронах личинок дрозофилы, активизировалось лишь небольшое количество GSK-3ß и пузырьки помчались по клеткам неконтролируемым образом.

Снижение уровня, как пресенилина, так и GSK-3ß сразу же показало отрицательные результаты. Образовались своего рода «пробки», вследствие чего пузырьки застряли в нейронах.

«Как было сказано, и GSK-3ß и пресенилин играют не последнюю роль в болезни Альцгеймера, но какова их роль — до недавнего времени это оставалось загадкой», — говорит Гунавардена. «Наше исследование проливает свет на этот вопрос».

Гунавардена предполагает, что GSK-3ß (glycogen synthase kinase-3beta) действует как «переключатель» для динеина и кинезина, говоря им, когда заперать пузырьки.

Динеины переносят везикулы к ядру клетки, в то время как кинезины двигаются в обратном направлении, в сторону границы клетки. Когда все хорошо и уровень GSK-3ß нормальный, динеин и кинезин связываются с пузырьками в тщательно продуманных соотношениях — в результате происходит беспрепятственный поток движения по нейронам.

Когда уровни GSK-3ß высоки, к пузырькам привязывается слишком большое количество динеина и кинезина, что приводит к медленному движению и нарушается двигательная активность. Низкий же уровень GSK-3ß имеет противоположный эффект, вызывая быстрое и неконтролируемое движение, так как к пузырькам привязывается слишком маленькое количество динеина и кинезина.

Оба сценария непосредственно приведут к нейронным пробкам.