Срочные новости раздела
Ученые определили структуру белка, причастного к синдрому лица эльфа

Ученые определили структуру белка, причастного к синдрому лица эльфа

Сотрудники МГУ совместно с коллегами определили структуру белка, которого недостает у больных синдромом Вильямса. Это тяжелое генетическое заболевание человека, известное как синдром лица эльфа. Исследование поможет выявить связь недостатка изученного белка с проявлением симптомов болезни.

© Fotolia/ Dan Race

Синдром Вильямса впервые описал кардиолог из Новой Зеландии Джон Вильямс в середине XX века: он заметил, что пациенты со сходными дефектами сердечно-сосудистой системы часто имеют определенные особенности внешности. Эти особенности вызывали сходство с лицами эльфов в английских книжных миниатюрах, из-за чего болезнь получила свое второе название, а самих больных даже рассматривают как гипотетический прототип образа эльфов в английской мифологии. Помимо «эльфийской» внешности для больных синдромом Вильямса характерны необычайное дружелюбие, доброта и отзывчивость. Все это проявляется на фоне умственной отсталости.

Этот синдром возникает из-за недостатка фрагмента ДНК, который «выпадает» в момент зачатия ребенка — с вероятностью около 1:20000 это происходит у совершенно здоровых родителей. Недостающий участок содержит от 25 до 28 генов, кодирующих белки. Исследованием наименее изученного из них — WBSCR27 (Williams-Beuren Syndrome Chromosome Region 27) — занялись ученые из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва). Авторы сравнили аминокислотную последовательность соответствующего белка со всеми известными науке белками и выяснили, что он имеет сходные черты с представителями класса метилтрансфераз, переносящих метильную группу (CH3-) на другие молекулы и часто играющих регуляторную роль в клетках.

Чтобы выяснить, действительно ли белок относится к метилтрансферазам, сотрудники МГУ проверили, с какими молекулами он может взаимодействовать, и обнаружили, что WBSCR27 образует очень прочные связи с S-аденозил-L-метионином. Эта молекула играет роль донора CH3-группы для большинства известных метилтрансфераз, и, поскольку белок способен связывать эту молекулу, вероятнее всего, он должен уметь переносить метильную группу. Ученые поставили серию экспериментов, в которых пытались провести реакцию WBSCR27 с разными потенциальными мишенями, но ни с одной из них он не провзаимодействовал. Чтобы выяснить, с чем же белок наиболее вероятно может реагировать, исследователи определили его пространственное строение.

«Чтобы определить структуру белка, нам потребовалось проводить длительные эксперименты на мощных спектрометрах ядерного магнитного резонанса. Такой прибор есть и в нашей лаборатории, но его мощности для подобных экспериментов недостаточно, поэтому нам потребовалось задействовать спектрометры, расположенные в еще трех лабораториях, с которыми у нас есть договоренность о сотрудничестве: Academia Sinica на Тайване, Казанский федеральный университет и Российский университет дружбы народов. Так мы определили структуру белка WBSCR27 в растворе с разрешением до отдельных атомов, — рассказывает одна из авторов исследования, ведущий инженер Института функциональной геномики МГУ Софья Марьясина. — Сравнение полученной модели со структурами других белков показало, что основное структурное ядро белка образует укладку, характерную для метилтрансфераз. Однако у нашего белка есть также подвижные участки, которые, судя по всему, отвечают за связывание с возможными мишенями. Они не имеют аналогов среди известных белков. Таким образом, на данный момент нельзя сказать, что именно делает белок WBSCR27 в клетках, но ясно, что он переносит куда-то метильную группу».

Известно много примеров, когда именно неправильная работа метилтрансфераз приводит к появлению тяжелых болезней. Например, замена одной единственной «буквы» ДНК (так называемая точечная мутация) в гене метилтрансферазы EMG1 вызывает синдром Боуэна-Конради — нарушение роста и глубокую задержку психомоторного развития, приводящие к смерти в раннем детстве. Мутация в гене другой метилтрансферазы (Cdkal1) приводит к затруднению созревания инсулина, что вызывает диабет. Неправильное метилирование ДНК отвечает за целый ряд аутоиммунных заболеваний (например, ревматоидный артрит, системную красную волчанку и рассеянный склероз), а также играет важную роль в развитии онкологических заболеваний и в процессе старения.

Исходя из этих сведений, ученые предполагают, что именно белок WBSCR27 может оказаться ответственным за тяжелые патологии при синдроме Вильямса. Они рассчитывают, что определенная ими структура поможет ответить на этот вопрос и откроет путь к лечению болезни.

В исследовании приняли участие сотрудники факультета фундаментальной медицины МГУ, химического факультета МГУ, Института функциональной геномики МГУ, Академии Синика (Тайвань), КФУ, ИБМХ, РУДН и Сколтеха.

Исследование проходило при грантовой поддержке Российского научного фонда (проекты № 21-64-00006 и 20-04-00736) и Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-04-00318).

Статья опубликована в журнале Frontiers in Molecular Biosciences Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Международная группа палеонтологов во главе с учеными из Технологического института Вирджинии (США) описала нового зароподоморфа и дала ему имя. Возраст скелета динозавра, который сохранился почти
подробнее...

Физики из 13 стран рассказали о результатах исследования относительной частоты рождения короткодействующих двухнуклонных корреляций в легчайших зеркальных ядрах, содержащих по три нуклона. Данные были
подробнее...

Коллектив учёных из Сколтеха опубликовал серию из трёх работ, посвящённых разным аспектам проникновения морской соли и других солей в мёрзлый грунт, содержащий газовые гидраты — льдоподобные
подробнее...

Группа ученых из Санкт-Петербурга показала, как работают гены на хромосомах типа ламповых щеток — особой формы хромосом, которые появляются в яйцеклетках кур. Оказалось, что с хромосом происходит
подробнее...

Биологи из Университета Флориды и Нью-Йоркского университета (США) определили, что муравьиные королевы значительно увеличивают выработку инсулина, что способствует развитию яиц. Но матки также
подробнее...

Коллектив зоологов из Чили, Аргентины, Германии и США опубликовал описание  нового вида птиц , обитающего на островах Диего-Рамирес, расположенных в проливе Дрейка примерно в 100 км к юго-западу от
подробнее...

Исследователи из Йельского университета (США) обнаружили, что воздействие света на нанопроволоки, созданные биопленочными сообществами бактерий, может увеличить электропроводность в этих природных
подробнее...

Китайские физики заставили бозе-конденсат атомов распределиться по синтетической импульсной решетке, полученной с помощью встречных лазеров с различным набором частот. Такая система понадобилась им,
подробнее...

Ученые физического факультета МГУ вместе с коллегами из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН и Национального исследовательского университета МИЭТ придумали способ кодировать
подробнее...

Ученые МГУ предложили новую молекулярную систему для управления активностью генов. В ее основе лежит искусственно сконструированный комплекс на базе вирусного фермента, способный присоединяться к
подробнее...

В настоящее время науке известны онкогенные мутации в более чем 300 генах, и зачастую возникает необходимость ранжировать их, чтобы определить мишени для основного воздействия при лечении. Но в
подробнее...

Новое исследование на мышах — и небольшое испытание, уже проведенное на людях — открывает перспективы лечения, которое поможет уменьшить когнитивные проблемы у людей с синдромом Дауна.
подробнее...

Испанские исследователи из Университета Овьедо изучили геном медузы Turritopsis dohrnii, известной как «бессмертная медуза». В отличие от родственных видов, эта медуза способна при определенных
подробнее...

Российские ученые предложили микробиологический метод, позволяющий эффективно синтезировать урсодезоксихолевую кислоту — препарат, который широко используется при лечении различных заболеваний печени.
подробнее...

Физики-теоретики обнаружили, что в концентрических кольцах фотонов, которые вращаются вокруг черных дыр, есть конформная симметрия — внешние кольца являются увеличенной копией внутренних. Для этого
подробнее...

Сотрудники биологического факультета МГУ создали первую полную электростатическую карту поверхности SARS-CoV-2. Она показывает распределение зарядов на компонентах оболочки коронавируса и позволяет
подробнее...

Необычный эффект, полученный индийскими коллегами в плазменно-пылевой системе, объяснили ученые Московского физико-технического института и Объединенного института высоких температур РАН. Эксперимент
подробнее...

Одной из первых планирующих рептилий был целурозавравус, который жил на территории современного Мадагаскара в конце пермского периода. Палеонтологи переописали этот вид и подтвердили, что образом
подробнее...