Поликистоз почек (ПКП) — распространенное генетическое заболевание, поражающее более 12,4 миллионов человек по всему миру только в его доминантной форме. Оно характеризуется образованием множественных кист в почках, что со временем приводит к почечной недостаточности. Существующие методы лечения ограничены и в основном сводятся к диализу и трансплантации почки.
Ключевую роль в развитии ПКП, а также других заболеваний, включая рак и нейродегенеративные расстройства, играют внеклеточные везикулы (ВВ). Эти субмикроскопические структуры, когда-то считавшиеся клеточным «мусором», являются важнейшими инструментами межклеточной коммуникации. Они переносят различный «груз», включая белки, между клетками.
Содержимое ВВ может быть как полезным, способствуя заживлению ран и регенерации тканей, так и вредным, распространяя токсичные вещества и медиаторы заболеваний. При ПКП особое значение имеют изменения в белках полицистинах, связанных с генами этого заболевания. Однако до недавнего времени оставалось неясным, как именно специфические грузы, такие как полицистины, отбираются и упаковываются в ВВ.
Исследователи из Университета Рутгерса (Rutgers University-New Brunswick, Rutgers School of Arts and Sciences, Department of Genetics) разработали новый метод для отслеживания этого процесса. Их работа, опубликованная в журнале Nature Communications, проливает свет на механизмы прогрессирования ПКП и открывает новые перспективы для терапии.
Инструмент, созданный Инной Никоноровой, научным сотрудником (Research Assistant Professor) кафедры генетики Школы искусств и наук Рутгерса, основан на технике «маркировки по близости» (proximity labeling). Этот метод позволил идентифицировать и отслеживать не только сами полицистины внутри ВВ, но и другие, ранее неизвестные белки, которые перемещаются вместе с ними.
В качестве модельного организма исследователи использовали лабораторного червя _C. elegans_. Его прозрачное тело и быстрый жизненный цикл делают его идеальным объектом для наблюдений. Ученые применили зеленый флуоресцентный белок (GFP), который связывался с полицистином-2. Это позволило буквально наблюдать, как «светящийся» груз ВВ перемещается по организму червя, подобно человеку с фонариком в темном доме, и картировать его взаимодействия.
Благодаря этому подходу удалось определить точный механизм упаковки полицистинов в ВВ. В отличие от предыдущих исследований, которые лишь перечисляли белки, обнаруженные в везикулах, данная работа показала, какие белки попадают в ВВ именно вместе с полицистинами и как они взаимодействуют друг с другом в процессе транспортировки. Соавтором исследования выступила Морин Барр (Maureen Barr), заслуженный профессор генетики (Distinguished Professor of Genetics) Университета Рутгерса.
Понимание того, как полицистины и связанные с ними белки упаковываются и транспортируются в ВВ, критически важно. Эти знания помогают понять, что происходит в клетках при отсутствии функциональных полицистинов, характерном для ПКП. Полученные данные могут лечь в основу разработки новых терапевтических стратегий, направленных на замедление прогрессирования или даже излечение этого тяжелого заболевания.
Изображение носит иллюстративный характер
Ключевую роль в развитии ПКП, а также других заболеваний, включая рак и нейродегенеративные расстройства, играют внеклеточные везикулы (ВВ). Эти субмикроскопические структуры, когда-то считавшиеся клеточным «мусором», являются важнейшими инструментами межклеточной коммуникации. Они переносят различный «груз», включая белки, между клетками.
Содержимое ВВ может быть как полезным, способствуя заживлению ран и регенерации тканей, так и вредным, распространяя токсичные вещества и медиаторы заболеваний. При ПКП особое значение имеют изменения в белках полицистинах, связанных с генами этого заболевания. Однако до недавнего времени оставалось неясным, как именно специфические грузы, такие как полицистины, отбираются и упаковываются в ВВ.
Исследователи из Университета Рутгерса (Rutgers University-New Brunswick, Rutgers School of Arts and Sciences, Department of Genetics) разработали новый метод для отслеживания этого процесса. Их работа, опубликованная в журнале Nature Communications, проливает свет на механизмы прогрессирования ПКП и открывает новые перспективы для терапии.
Инструмент, созданный Инной Никоноровой, научным сотрудником (Research Assistant Professor) кафедры генетики Школы искусств и наук Рутгерса, основан на технике «маркировки по близости» (proximity labeling). Этот метод позволил идентифицировать и отслеживать не только сами полицистины внутри ВВ, но и другие, ранее неизвестные белки, которые перемещаются вместе с ними.
В качестве модельного организма исследователи использовали лабораторного червя _C. elegans_. Его прозрачное тело и быстрый жизненный цикл делают его идеальным объектом для наблюдений. Ученые применили зеленый флуоресцентный белок (GFP), который связывался с полицистином-2. Это позволило буквально наблюдать, как «светящийся» груз ВВ перемещается по организму червя, подобно человеку с фонариком в темном доме, и картировать его взаимодействия.
Благодаря этому подходу удалось определить точный механизм упаковки полицистинов в ВВ. В отличие от предыдущих исследований, которые лишь перечисляли белки, обнаруженные в везикулах, данная работа показала, какие белки попадают в ВВ именно вместе с полицистинами и как они взаимодействуют друг с другом в процессе транспортировки. Соавтором исследования выступила Морин Барр (Maureen Barr), заслуженный профессор генетики (Distinguished Professor of Genetics) Университета Рутгерса.
Понимание того, как полицистины и связанные с ними белки упаковываются и транспортируются в ВВ, критически важно. Эти знания помогают понять, что происходит в клетках при отсутствии функциональных полицистинов, характерном для ПКП. Полученные данные могут лечь в основу разработки новых терапевтических стратегий, направленных на замедление прогрессирования или даже излечение этого тяжелого заболевания.
