Исследователи из Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC) обнаружили важный механизм, лежащий в основе сократительных структур как в сердце, так и в скелетных мышцах. Когда этот механизм отсутствует, образуются гибриды этих двух поперечно-полосатых мышц, несовместимые с жизнью. Исследование, опубликованное в журнале Cell Metabolism, открывает новые горизонты для изучения физиологии поперечно-полосатых мышц, открывая "молекулярные механизмы, которые контролируют структурную идентичность сердечной и скелетной мышечной ткани". Результаты также предлагают путь к возможным будущим вмешательствам при определенных сердечных заболеваниях, таких как некоторые типы дилатационной кардиомиопатии или миопатии типа полимиозита.
Сердце и скелетные мышцы – это сократительные органы, которые соответственно выполняют жизненно важные физиологические функции перекачивания крови и движения тела. Хотя каждая поперечно-полосатая мышца имеет разное эмбриологическое происхождение, они имеют очень похожую сократительную структуру. Однако сократительные белки в каждой ткани кодируются разными генами. Сократительная структура, называемая саркомером, способна сокращаться и расслабляться при каждом ударе сердца или движении тела, и именно саркомер придает каждому из этих типов мышц полосатый вид. Любая ошибка в регулировании конкретных белков саркомера имеет серьезные последствия и может быть фатальной.
Механизмы, регулирующие экспрессию сократительных белков сердца и скелетных мышц, хорошо известны, но до сих пор ни одно исследование не рассматривало механизм, с помощью которого каждая ткань подавляет экспрессию сократительных белков другой ткани.
Исследование, опубликованное в Cell Metabolism, решает эту загадку. Исследователи CNIC при поддержке международной исследовательской группы, в которую входят ученые из Автономного университета Мадрида, Университета Помпеу Фабра в Барселоне и Института исследований сердца и легких Макса Планка в Бад-Наухайме в Германии, проанализировали функции белка NuRD. комплекс в обоих типах мышц.
Исследование, проведенное Хуаном Мигелем Редондо, показывает, что устранение компонента NuRD Chd4 в сердечной ткани вызывает "аберрантная экспрессия сократительных белков скелетных мышц". Первый автор Пабло Гомес дель Арко объясняет, что это имеет летальные последствия. "У мышей, лишенных Chd4 в сердце, развиваются тяжелые миокардиопатии, сопровождающиеся злокачественными аритмиями, что приводит к внезапной смерти."
Гомес дель Арко продолжает описывать, как этот эффект реципрокен в скелетных мышцах. "Удаление Chd4 в скелетных мышцах приводит к аберрантной экспрессии сократительных белков, специфичных для сердца, вызывая проблемы, аналогичные тем, которые наблюдаются при некоторых миопатиях человека." Гомес дель Арко объясняет, что Chd4 / NuRD, таким образом, действует как "молекулярный ключ" который отключает программу скелетных мышц в сердце и программу сердца в скелетных мышцах. Отсутствие этого белка приводит к образованию "гибридный" поперечно-полосатая мышца, которая экспрессирует сократительные белки обеих тканей, и это может объяснить фенотип некоторых дилатационных кардиомиопатий и миопатий типа полимиозита без известной причины.
Авторы исследования считают, что результаты исследования могут помочь в разработке будущих методов лечения и диагностики этих состояний.