Исследователи из Университета Майами (UM) обнаружили и охарактеризовали ранее неизвестный ген заболевания, связанный с дегенерацией оптических и периферических нервных волокон. Исследование под названием "Мутации в SLC25A46, кодирующем UGO1-подобный белок, вызывают расстройство спектра атрофии зрительного нерва" опубликовано в журнале Nature Genetics.
У пациентов с мутациями в этом гене наблюдаются симптомы, похожие на атрофию зрительного нерва и тип 2 Шарко-Мари-Тута (CMT2), включая потерю зрения и ослабление мышц голени и стопы, начиная с первого десятилетия жизни.
Новые варианты встречаются в гене под названием SLC25A46, который функционирует в митохондриях, органеллах внутри клеток животных, известных как "сотовые двигатели." Они превращают пищу в топливо, которое позволяет клеткам выполнять энергозатратные функции.
"Митохондрии играют большую роль в здоровье человека," сказал Александр Абрамс, Ph.D. студент факультета неврологии Медицинской школы им. У. М. Миллера и первый автор исследования. "Хотя мы изучаем редкие заболевания, такие как CMT2 и атрофия зрительного нерва, последствия включают все формы нейродегенерации, включая болезни Лу Герига и Паркинсона."
Митохондрии постоянно подвергаются слиянию и делению, чтобы отвечать на потребности клеток в энергии. Изменяя свой размер и возможность соединения посредством слияния и деления, митохондрии могут перемещаться в те области клеток, где они необходимы.
"Наше исследование показывает, что нарушение SLC25A46 приводит к тому, что митохондрии становятся более взаимосвязанными и неправильно локализуются в клетках," сказала Юлия Е. Даллман, доцент биологии Колледжа искусств и наук UM и старший автор исследования. "Эти данные подтверждают критическую роль SLC25A46 и митохондриальной динамики в установлении и поддержании нейрональных процессов."
SLC25A46 кодирует атипичный белок семейства SLC25. Члены семейства SLC25 действуют как канал, транспортируя молекулы через двухслойные мембраны внутри митохондрий. Но в отличие от большинства членов семейства SLC25 человека (их 53), которые транспортируют молекулы через внутреннюю митохондриальную мембрану, SLC25A46 оседает на внешней митохондриальной мембране, где регулирует митохондриальную динамику.
Мутации в генах, связанных с динамикой митохондрий OPA1 и MFN2, связаны с аналогичными митохондриальными нарушениями. Гомологичные гены в пекарских дрожжах работают в сочетании с геном UGO1, который имеет наследственное сходство с SLC25A46. Новые данные предполагают, что белки SLC25A46 и Ugo1 могут играть сходные роли.
В исследовании говорится, что с учетом сходства между заболеваниями, вызванными мутациями в OPA1, MFN2 и SLC25A46, эти гены могут быть вовлечены в общие патологические механизмы нейродегенерации.
"Это открытие основано на нашем открытии MFN2 как основного гена болезни в этой области более 10 лет назад," сказал доктор. Стефан Цюхнер, профессор и председатель докторской. Джон Т. Департамент генетики человека Фонда Макдональда в Медицинской школе Миллера UM и старший автор исследования. "Только с помощью новых методов секвенирования генома и активного глобального обмена данными мы смогли решить эту загадку."