Исследователи из Калифорнийского университета в Медицинской школе Сан-Диего обнаружили, что хорошо известный белок имеет новую функцию: он действует в биологической цепи, чтобы определить, остается ли незрелая нервная клетка в стеблевидном состоянии или продолжает превращаться в функциональный нейрон.
Результаты, опубликованные в онлайн-выпуске Cell Reports от 13 февраля, более полно освещают фундаментальный, но все еще плохо изученный клеточный акт – и могут иметь важные последствия для будущей разработки новых методов лечения конкретных неврологических расстройств, включая аутизм и шизофрению.
Постдокторант Чи-Хонг Лу, работающий с главным исследователем Майлзом Ф. Уилкинсон, доктор философии, профессор кафедры репродуктивной медицины и член Института геномной медицины Калифорнийского университета в Сан-Диего, и другие коллеги обнаружили, что это важное биологическое решение контролируется UPF1, белком, необходимым для бессмысленного распада РНК ( NMD) путь.
Ранее было установлено, что система NMD выполняет две широкие функции. Во-первых, это механизм контроля качества, используемый клетками для устранения дефектной информационной РНК (мРНК) – молекул, которые помогают транскрибировать генетическую информацию для создания белков, необходимых для жизни. Во-вторых, он разрушает определенную группу нормальных мРНК. Предполагается, что последняя функция НПРО является физиологически важной, но до сих пор не было ясно, так ли это.
Уилкинсон и его коллеги обнаружили, что вместе со специальным классом РНК, называемым микроРНК, UPF1 действует как молекулярный переключатель, чтобы определить, когда незрелые (нефункциональные) нервные клетки дифференцируются в неделящиеся (функциональные) нейроны. В частности, UPF1 запускает распад определенной мРНК, которая кодирует белок в TGF-&Бета-сигнальный путь, который способствует нейральной дифференцировке. При разложении этой мРНК кодируемый белок не продуцируется, и дифференцировка нейронов предотвращается. Таким образом, Лу и его коллеги впервые идентифицировали молекулярную цепь, в которой NMD действует, чтобы управлять нормальной биологической реакцией.
NMD также способствует распаду мРНК, кодирующих ингибиторы пролиферации, что, по словам Уилкинсона, может объяснить, почему NMD стимулирует пролиферативное состояние, характерное для стволовых клеток.
"У этих результатов есть много потенциальных клинических ответвлений," Уилкинсон сказал. "Во-первых, способствуя стволовоподобному состоянию, NMD может быть полезен для более эффективного перепрограммирования дифференцированных клеток в стволовые клетки.
"Другой вывод следует из открытия, что НПРО жизненно важна для нормального развития мозга у различных видов, включая людей. Люди с дефицитом НПВ имеют умственную отсталость, а также часто страдают шизофренией и аутизмом. Терапия для усиления NMD у пораженных людей может быть полезна для восстановления правильного баланса стволовых клеток и дифференцированных нейронов и, таким образом, помогает восстановить нормальную функцию мозга."