Белки, покрывающие сахар, могут помочь понять болезнь мозга

brain
                Кредит: CC0 Public Domain

Открытие Университета Данди может помочь ученым лучше понять неврологические заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.
                                                                                       

Исследователи, возглавляемые профессором Дааном ван Аалтеном из Университетской школы естественных наук, разработали новый способ метки белков в клетках человека с помощью небольшой молекулы сахара, называемой O-GlcNAc. В каждой клетке человека содержится более 20 000 белков, и примерно 20% из них содержат O-GlcNAc.

Точная роль, которую играет O-GlcNAc, остается загадкой, но молекула обнаружена в белках, связанных с болезнью Альцгеймера, Паркинсона, двигательными нейронами и умственной отсталостью.

Это привело ученых к гипотезе о том, что разрушение O-GlcNAc связано с этими заболеваниями, и повышение уровней O-GlcNAc, по-видимому, приносит терапевтическую пользу. Команда Данди разработала методику, которая позволяет им постоянно фиксировать сахар на белках, где он естественным образом встречается только на низких уровнях, что позволяет им точно исследовать, что он делает.

Исследователи полагают, что их метод в сочетании с быстро развивающейся технологией редактирования генов может помочь понять причины заболеваний, при которых нарушается эта модификация сахара.

«Вполне вероятно, что возмущение сахара O-GlcNAc только одним белком может оказывать вредное воздействие на здоровые нейроны и другие клетки, но до недавнего времени в области исследований не было методов для исследования этого», — объяснил профессор ван Аалтен. «Сейчас мы создали инструмент, который позволяет нам это делать.

«Это позволяет нам задавать вопросы о роли специфических модификаций сахара, которые не регулируются в случаях умственной отсталости, а также других заболеваний головного мозга. Наша методика имеет большой потенциал для углубления знаний о расстройствах, связанных с O-GlcNAc, и помогает разработать новую терапию. «

р. Андрей Горелик, ведущий автор исследования, обнаружил, что углеводно-белковая связь может быть генетически перекодирована (изменена), чтобы навсегда зафиксировать сахар и позволить его изучать. Эта технология позволяет исследовать O-GlcNAc, обнаруженный в одном белке в клетках человека и модельных организмах, и теперь может быть применена к моделям различных неврологических заболеваний.

р. Горелик сказал: «Я работал над этой проблемой в течение нескольких лет, когда несколько неожиданных наблюдений привели меня к созданию этого нового метода.

«Поскольку этот подход очень прост, его можно использовать практически в любой лаборатории биомедицинских исследований по всему миру, и, мы надеемся, привести к захватывающим результатам, касающимся роли O-GlcNAc в нормальной физиологии и заболеваниях».

Исследование было поддержано фондом Wellcome Trust для профессора ван Аалтена и доктора Горелика. Результаты были опубликованы сегодня в журнале Nature Structural and Molecular Biology ./p>