Новое исследование ученых Университета Миннесоты выявило трехмерную структуру белка DUX4, ответственного за заболевание – фациоскапуло-плечевую мышечную дистрофию (FSHD). В отличие от большинства генетических заболеваний, ЛЛПД не вызывается отсутствием или неправильным функционированием белка. Скорее это вызвано тем, что функционирующий, нормальный белок обнаруживается там, где ему не место (в мышцах).
В газете "Кристаллическая структура двойного гомеодомена DUX4 в комплексе с ДНК," опубликовано в последнем выпуске журнала Cell Reports, Майкл Киба, Ph.D., профессор и научный сотрудник Медицинской школы Университета Миннесоты; и Хидеки Айхара, Ph.D., доцент кафедры биохимии, молекулярной биологии и биофизики в Колледже биологических наук, кристаллизовал часть белка DUX4, которая связывается с ДНК, подверг ее воздействию сильного рентгеновского излучения и использовал интерференционные картины для определения молекулярной структуры белка. в трех измерениях.
"При многих заболеваниях такая структурная информация привела к разработке лекарств для лечения этих заболеваний," объяснил Киба, "Таким образом, это исследование является важным шагом на пути к терапии ЛЛПД."
Структурная информация также раскрыла важные детали того, чем люди отличаются от других млекопитающих. "Хотя все млекопитающие имеют белок, эквивалентный DUX4, белок человека ведет себя несколько иначе, чем белок мыши," говорит Айхара. "Наша структура показала, что разница в одной аминокислоте ответственна за такое измененное поведение. Кроме того, эта аминокислота есть только у приматов, а это означает, что взаимодействие белка DUX4 с ДНК у людей, обезьян и обезьян немного отличается от такового у всех других млекопитающих."
Взаимодействуя с ДНК, белок DUX4 включает или выключает другие гены, что приводит к изменению функции клетки. Понимание того, как DUX4 взаимодействует с ДНК, позволяет исследователям делать прогнозы о генах, которые он регулирует, и о том, как это вызывает повреждение мышц.
Среди генетических заболеваний ЛЛПД является одним из наиболее распространенных. Считается, что от него страдают около 1 миллиона человек во всем мире, и в настоящее время он не лечится. "Хотя мы уже много лет знаем, что DUX4 вызывает ЛПД, у нас не было хорошего объяснения того, как он повреждает мышцы," сказал Киба. "Впервые увидеть, как этот белок на самом деле выглядит, когда он связывается с ДНК, и осознать, что именно этот акт является причиной стольких страданий, было одновременно замечательно и отрезвляюще."