Как дефект митохондриальной ДНК вызывает наследственную потерю слуха.
(Medical Xpress) – Ученые из Йельского университета обнаружили молекулярный путь, по которому, по-видимому, возникает наследственная от матери глухота: мутации митохондриальной ДНК запускают сигнальный каскад, приводящий к запрограммированной гибели клеток. Исследование находится в феврале. 17 выпуск Cell.
Митохондрии – это клеточные структуры, которые функционируют как "сотовые электростанции" потому что они генерируют большую часть запаса энергии клетки. Они содержат ДНК, унаследованную от матери. Митохондрии определяют, живет ли клетка или умирает в процессе запрограммированной гибели клеток или апоптоза.
Ученые из Йельского университета сосредоточились на специфической мутации митохондриальной ДНК, которая вызывает унаследованную от матери глухоту. Мутация происходит в гене, который кодирует РНК в митохондриальных рибосомах, которые генерируют белки, необходимые для клеточного дыхания. Команда обнаружила, что клеточные линии, содержащие эту мутацию, склонны к гибели клеток не напрямую из-за мутации, а скорее потому, что она усиливает нормальную химическую модификацию РНК, называемую метилированием, которая регулирует сборку рибосом.
«Наша лаборатория ранее обнаружила, что сверхэкспрессия фермента, ответственного за это метилирование, может вызвать гибель клеток даже в клетках без мутации глухоты», сказал автор-корреспондент Джеральд С. Шадель, профессор патологии и генетики Йельской школы медицины. "Но когда исследователи сверхэкспрессировали фермент у мышей, чтобы имитировать эффекты мутации, ?? он сказал: «Мы были удивлены, обнаружив, что животные постепенно теряли слух, отражая, как эта болезнь будет развиваться из-за известной патогенной мутации митохондриальной ДНК человека. Эта новая модель мыши будет способствовать пониманию генетических факторов и факторов окружающей среды, которые, как известно, влияют на патологию митохондриальных заболеваний.??
Исследователи обнаружили, что реактивные молекулы кислорода, вырабатываемые больными митохондриями, являются тем, что запускает события, ведущие к программе экспрессии генов, вызывающей гибель клеток. Генетически истощив белок, в конечном итоге ответственный за активацию этой запрограммированной реакции гибели клеток, они смогли восстановить нормальный слух у мышей.
Исследование не только проливает свет на наследственную глухоту у людей, но, возможно, также на возрастную потерю слуха и другие человеческие заболевания. Первый автор Нуно Раймундо, научный сотрудник по патологии, сказал: «Митохондриальные заболевания сложны, потому что различные ткани поражаются часто непредсказуемым образом. Определение молекулярного механизма, лежащего в основе гибели только определенного подмножества клеток внутреннего уха, – важный шаг к разгадке этой сложности.??