Prionai: Ką mes žinome apie voveres, kurios žudo

Baltymai - pagrindinė kūno statybinė medžiaga ir nuolatinė sveikos mitybos dalis. Nors voverės visada rūpinosi tyrėjais, šiandien pastarasis atkreipė dėmesį į specialiąsias rūšis, prionus. Internete, kaip jie tiesiog neskambina: „idealus žudikas“, „raktas į nemirtingumą“ ir net „zombių molekulė“. Mokslinės bendruomenės galvosūkiai kelia tai, kaip naudoti baltymus, kurie gali greitai ir neišvengiamai sunaikinti smegenis žmonijos labui. Nusprendėme išsiaiškinti, kas yra prionai, ir paklausėme ekspertų, kokie žudikų baltymai gali būti naudingi žmonėms.

Kodėl kalbėti apie juos

Prionai pradėjo studijuoti, nes jie buvo retų, bet labai pavojingų žmonių ir gyvūnų ligų priežastis. Tarp jų yra vadinamoji proto karvių liga, avių niežulys ir, pavyzdžiui, mirtina šeimos nemiga, kurioje žmogus praktiškai nustoja miegoti, o per 12-18 mėnesių miršta progresuojančios demencijos fone. Kitas priono ligos pavyzdys yra Creutzfeldt-Jakob liga, kuri veda į mirtį per šešis mėnesius ar metus po pirmųjų simptomų atsiradimo; liga paveikia smegenis, todėl atsiranda atminties ir dėmesio sutrikimų, o vėliau - koordinavimo sutrikimas ir traukuliai. Pastarasis yra įtrauktas į pavojingiausių ligų sąrašą pasaulyje, nes gydytojai tiesiog nežino, ką su juo daryti. Viskas prasidėjo paslaptinga Kuru papua Naujajame Gvinėja, kuri, atrodo, neturėjo pagrįstų paaiškinimų.

Kaip juos rasti

Prionų atradimo istorija atsitraukia į nuotykių filmą su grožinės literatūros elementais: atrodo, kad ji galėtų būti sveikesnė nei gyventi gražioje saloje vandenyno viduryje, pavyzdžiui, Naujojoje Gvinėjoje? Bet vieną kartą dėl forų žmonių žlugo nežinomos gamtos liga, kuri pasireiškė labai stipria drebėjimu, neleidžiančiu asmeniui vaikščioti, stovėti ir sėdėti. Galų gale viskas, ką serga, galėjo gulėti ir drebėti. Po to paralyžius, po to mirė. Dėl neįprastų klinikinių apraiškų vietiniai gyventojai vadino ligą, kuri (verčiama kaip „drebulys“). Pediatras ir virologas Carltonas Gaiduszekas išvyko į Naująją Gvinėją, kad ištirtų infekcines ligas, įskaitant paslaptingą vištą. Jis padarė viską: 1976 m. Gaidušekas gavo Nobelio premiją „už atradimus, susijusius su naujais infekcinių ligų kilmės ir plitimo mechanizmais“, dalindamasis su Baruch Blumberg, kuris aptiko hepatito B virusą.

Tačiau Gaidushekas neatpažino tinkamų prionų - jis tik teigė, kad virusas sukelia „patogeninę dalelę“, kuri nėra matoma mikroskopu. Norėdami tai padaryti, mokslininkas turėjo praleisti ilgą laiką saloje, atskleisti porą šimtų mirusių žmonių, turinčių negalią, ir netgi siųsti savo organus (ypač Gaidushek buvo suinteresuotas smegenyse, kurie pacientams įgijo nelygią struktūrą) savo kolegoms iš įvairių šalių. Ritualinis kanibalizmas tapo pirmųjų žmonių epidemijos priežastimi: jis buvo praktikuojamas net po oficialaus valdžios uždraudimo. Motyvai yra pranašiški: Faure tikėjo, kad kartu su mirtimi sunaikintu žmogumi, jo protas, sugebėjimai ar talentai jiems perduos.

Kas tai yra?

Iš pradžių mokslininkai manė, kad rado naują virusą arba viruso dalelę. Prionai iš tikrųjų yra panašūs į virusus, nes jie neturi ląstelių struktūros, ty jie nėra sudaryti iš ląstelių, kitaip nei bakterijos. Virusas yra nukleino rūgštis, ty DNR arba RNR, baltymų apvalkale. Tačiau, kai prionai buvo paveikti šių rūgščių sunaikinimo priemonėmis, pavojingos infekcinės savybės išliko. Palaipsniui buvo padaryta išvada, kad prionas yra tik baltymas, turintis tik neįprastą struktūrą. Visos baltymų molekulės turi tam tikrą trimatę konfigūraciją - jei tai labai supaprastinta, tai kaip aminorūgščių grandinė yra patalpinta erdvėje. Taigi prionuose ši struktūra yra nenormali; nenuostabu, kad „įprastai“ cheminei sudėčiai ši konfigūracijos anomalija daro prioną mirtiną.

Kaip normalus baltymas tampa nenormalus?

Amerikietis daktaras Stanley Prusiner pateikė vokų, veikiančių prieš žmogų, vardą. Derinant žodžius „baltymai“ (baltymai) ir infekcija (infekcija), jis gavo „prionus“, nustatė juos kaip naujausius biologinių patogenų tipus ir pirmą kartą apibūdino jų veikimo principą. 1997 m. Jis gavo Nobelio premiją už savo darbą. Prusiner taip pat atrado prioną generuojantį baltymą - tai buvo priono baltymas, PrP. Įdomiausia yra tai, kad PrP koduojantis genas yra dvidešimtojoje žmogaus chromosomoje - tai yra bet kurios iš mūsų DNR. Tačiau tikimybė, kad ji taps prionu, yra minimali, ir dauguma žmonių gyvena tyliai be prioninių ligų rizikos. Tačiau tik viena baltymų sintezės klaida gali normalų PrPC paversti neįprastu PrP Sc.

Kaip paaiškina Genoteko genetikas ir generalinis direktorius Valerijus Ilyinskis, prionai yra įprasti baltymai, kurie įgijo neįprastą struktūrą. Tai leidžia jiems pakeisti panašių baltymų struktūrą, taip pat paversti juos prionais, ty vyksta panašus į infekciją procesas. Norėdami pradėti ligą, būtinas pirmojo pažeisto baltymo pasireiškimas - tai gali atsirasti dėl savaiminės klaidos sintezės metu arba po priono iš išorės, iš kito asmens ar gyvūno. Ir tada prasideda grandininė reakcija.

Chemijos mokslų daktarė Rustam Ziganshin pažymi, kad šiandien labai prastai suprantama priežastis ir mechanizmas „normalios“ priono baltymo formos transformavimui į pavojingą. In vitro eksperimentuose (in vitro) šiai transformacijai reikalingi įvairūs papildomi veiksniai. Tuo pačiu metu bandymuose su gyvūnais prioninės ligos išsivystė, kai "normalus" priono baltymas buvo švirkščiamas į peles, kurios visiškai neturi geno programavimo. Neaišku, kas šiuo atveju tapo „agresyviu“.

Amžinas jaunimas ar neišvengiama mirtis

Dabar jie kalba apie tai, kad, pavyzdžiui, Alzheimerio liga arba Parkinsono liga gali būti siejama su priono mechanizmu. Jei taip, mes galime tikėtis naujų šių sunkių ligų gydymo ar prevencijos metodų atsiradimo. Įdomu tai, kad prionai veikimo mechanizme ir mielių baltymuose yra panašūs - visai įmanoma, kad mielės padės tyrinėti šias keistas molekules. Taip pat kalbama apie tai, ką prionai padės surasti įvairių piktybinių navikų ar ŽIV infekcijos gydymą, ir iš tiesų jie taps „filosofiniu akmeniu“, kuris žmonijai taps amžinuoju gyvenimu ar amžinuoju jaunimu. Tačiau, nors šie teiginiai yra nepagrįsti.

Rustam Ziganshin paaiškina, kad, kaip ir visi biologijos srities tyrimai, priono baltymų tyrimas plečia mūsų žinių apie gyvenimą ribas. Praktiniu požiūriu, rezultatai gali padėti suprasti, kaip vystosi kelios pavojingos, bet nepagydomos ligos. Galbūt mes gausime priemonę, kaip juos spręsti. Jei suprantate, kaip normalus baltymas pasirodo esąs anomalus, ir sužinokite, kaip valdyti šį procesą, galbūt mes galėsime jį pradėti priešinga kryptimi - ty transformuoti patologinius baltymus į sveikus, o kartu su jais grįžti į sveikatą prie audinių ir organų.

Nuotraukos: Flickr, ibreakstock - stock.adobe.com