Болезнь Хантингтона — это редкое генетическое заболевание и типичное нейродегенеративное заболевание, характеризующееся потерей двигательного контроля, снижением когнитивных способностей и психическими проблемами. Международная исследовательская группа обнаружила, что белок «хантингтин», вызывающий болезнь Хантингтона (мутации которого являются непосредственной причиной заболевания), также выполняет новую функцию: непосредственно организует цитоскелет, тонкую структурную структуру внутри клеток.
Ожидается, что это открытие будет способствовать не только пониманию патогенетического механизма болезни Хантингтона, но и исследованиям нарушений развития нервной системы, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, а также заболеваний, связанных с мышцами или подвижностью, таких как мышечная дистрофия.
Исследовательская группа, возглавляемая профессором Джи-Джун Сонгом из департамента биологических наук, в сотрудничестве с Институтом науки и технологий Австрии (ISTA), Университетом Сорбонны/Парижским институтом мозга и Швейцарским федеральным технологическим институтом Лозанны (EPFL), обнаружила с помощью криоэлектронной микроскопии (cryo- EM) и методы клеточной биологии — структурный принцип, с помощью которого белок хантингтин организует микрофиламенты цитоскелета (F-актин) в пучки.
До сих пор было известно, что белок хантингтин «использует» цитоскелет, участвуя в транспортировке по везикулам или микротрубочкам. Однако команда ученых продемонстрировала, что хантингтин физически организует сам цитоскелет. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, считается первым в мире, доказавшим эту новую роль белка хантингтина на молекулярном уровне.
Исследователи подтвердили, что хантингтин напрямую связывается с микрофиламентами цитоскелета (F-актином) и что пары белков хантингтина объединяют цитоскелет в массивы с интервалом примерно в 20 нанометров. Такие пучки цитоскелета играют решающую роль в развитии нейронных связей. Действительно, было обнаружено, что структурное развитие нейронов нарушается в нервных клетках с дефицитом белка хантингтина.
«Это исследование открывает новую перспективу для понимания молекулярного механизма белка хантингтина, причины неизлечимого заболевания, которое долгое время оставалось загадкой», — заявил первый автор исследования Джесунг Ким, кандидат наук из департамента биологических наук Австрии (ISTA),
Профессор Сонг По из департамента биологических наук пояснил: «Это достижение не только дает важный ключ к пониманию патогенетического механизма болезни Хантингтона, но и, как ожидается, окажет далеко идущее влияние на исследования заболеваний, связанных с цитоскелетом. Это открывает новые возможности для изучения роли белка хантингтина в различных биологических явлениях, таких как деление клеток, миграция и механическая передача сигналов».
Дополнительная информация: Реми Карпентье и др., Структура комплекса Хантингтин F-актин раскрывает его роль в организации цитоскелета, Достижения науки (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adw4124
Информация о журнале: Достижения науки