Znajdź zawartość

Priony, które wywołują nieuleczalne na razie choroby neurodegeneracyjne, oddziałują na białka prawidłowe, zmieniając ich konformację. Reakcja łańcuchowa prowadzi do ciągłego przybywania białek o nieprawidłowej budowie. Skąd jednak biorą się pierwsze priony, porównywane przez naukowców z Emory University do jąder kondensacji w chmurach? Amerykanie odkryli właśnie u drożdży proteinę Lsb2, która sprzyja spontanicznemu powstawaniu prionów. Ustalono, że to niestabilne, szybko rozkładające się białko powstaje pod wpływem stresu komórkowego, np. gorąca. Agregaty nieprawidłowych białek, które występują w różnych chorobach neurodegeneracyjnych, np. chorobie Azheimera czy pląsawicy Huntingtona, zachowują się w pewnych okolicznościach jak priony, dlatego badania zespołu doktora Keitha Wilkinsona pozwalają zrozumieć, w jaki sposób metody radzenia sobie przez komórki ze stresem mogą prowadzić do gromadzenia się toksycznych protein. Nie ma bezpośredniego ludzkiego homologu Lsb2, ale może istnieć białko spełniające tę samą funkcję – uważa Wilkinson. Samo Lsb2 nie tworzy stabilnych prionów, ale wydaje się wiązać z innym białkiem – Sup35 - i sprzyjać jego akumulacji. Dopiero Sup35 tworzy priony. Lsb2 chroni przed maszynerią kontroli jakości wystarczająco dużo nowo powstałych prionów, by kilku udało się przemknąć. Badania zespołu z Emory University zostały sfinansowane przez Narodowe Instytuty Zdrowia.

Gwałtowna zmiana konfiguracji przestrzennej (konformacji) białek i wiązanie się przez nie w kompleksy są często bezpośrednią przyczyną schorzeń. Doskonale widać to choćby w przebiegu chorób prionowych, polegających właśnie na powstawaniu złogów białka o wadliwej konformacji. Okazuje się jednak, że u jednego z morskich ślimaków (a być może także u innych organizmów) podobny mechanizm jest powiązany z... przechowywaniem wspomnień. O odkryciu tego niespodziewanego procesu poinformowali na łamach czasopisma Cell badacze z University of Kansas Medical Center oraz New York State Psychiatric Institute. Do jego odkrycia doszło podczas badań nad mechanizmami zapamiętywania u ślimaka z rodzaju Aplysia. Badacze chcieli sprawdzić, jakie procesy zachodzą u tego zwierzęcia na styku neuronów, w strukturach zwanych synapsami, podczas ich stymulacji przez neuroprzekaźnik serotoninę. Autorów studium interesowało przede wszystkim białko CPEB - jeden z regulatorów translacji (syntezy białek na podstawie informacji zapisanej w RNA), o którym wiadomo było od pewnego czasu, że bierze udział w zapamiętywaniu. Dopiero teraz okazało się jednak, że w synapsach stymulowanych serotoniną cząsteczki tej proteiny tworzą kompleksy przypominające swoją strukturą priony. W odróżnieniu od patologicznych protein cząsteczki CPEB okazały się jednak zdolne do powolnego, lecz spontanicznego rozpadu przy braku stymulacji. Dotychczasowe badania wykazały, że aktywność CPEB jest ważna dla powstawania pamięci długotrwałej także m.in. u muszek owocowych, zaś jej wytwarzanie stwierdzono także w mózgu człowieka. Pozwala to przypuszczać, że nośnikiem informacji w naszych mózgach mogą być nie tylko połączenia pomiędzy neuronami czy też wytwarzane przez nie białka, ale także konformacja protein syntetyzowanych w naszym komórkach nerwowych.

Badacze ze Szpitala Uniwersyteckiego w Zurychu przeprowadzili eksperymenty na myszach i stwierdzili, że białko prionowe, o którym tak dużo się mówi w kontekście choroby Creutzfeldta-Jakoba, odgrywa ważną rolę w utrzymywaniu w dobrym stanie osłonek mielinowych włókien nerwowych (Nature Neuroscience). Szwajcarzy uważają, że brak białka prionowego (PrPC) powoduje choroby obwodowego układu nerwowego. Jeden z ekspertów posunął się nawet do twierdzenia, że białka prionowe w normalnej konformacji pełnią w organizmie wiele istotnych funkcji. Już w ramach wcześniejszych badań sugerowano bowiem, że mogą nas one chronić przed chorobą Alzheimera – do takich wniosków doszedł w 2007 r. prof. Nigel Hooper z Uniwersytetu w Leeds - oraz wiązać się ze zmysłem powonienia. Specjaliści ze szpitala w Zurychu wyhodowali myszy ze zmniejszoną ilością PrPC w organizmie. Choć wiadomo, że zwierzęta takie są odporniejsze na pasażowalne encefalopatie gąbczaste, na późniejszych etapach życia występuje u nich wiele anomalii dotyczących obwodowego układu nerwowego oraz otoczek mielinowych włókien nerwowych. Szwajcarzy sprawdzali, jak wpłynie usunięcie PrPC na same komórki nerwowe oraz na komórki Schwanna, które tworzą wzdłuż aksonów osłonkę mielinową. Okazało się, że kiedy eliminowano białka prionowe z komórek Schwanna, nic się działo, lecz gdy powtarzano ten sam zabieg na neuronach, prowadziło to do rozkładu mieliny i ich degeneracji. Choć odkrycie wydaje się przełomowe, na razie badacze przestrzegają przed pochopnym typowaniem chorób obwodowego układu nerwowego, które można by porównać do modelu mysiego.