Открытие, которое может привести к разработке новых методов терапии неврологических болезней, было сделано двумя независимыми командами исследователей, из Университета штата Юта и Университета штата Массачусетс (США). Их совместная статья опубликована в журнале Cell.
Неожиданная находка была сделана при изучении работы гена Arc, который играет у млекопитающих ключевую роль в процессах обучения, обеспечивая запоминание и длительное хранение информации в головном мозге. Известно также, что ген Arc связан с развитием различных нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера.
Исследователи из Университета Юты установили, что белок, кодируемый геном Arc, ведет себя так же, как вирусы — его молекулы самостоятельно сворачиваются, образуя структуру, аналогичную вирусному капсиду, то есть белковой оболочке вирусной частицы, содержащей генетическую информацию вируса. Причем Arc-«капсиды» полностью повторяют вирусные капсиды не только по своей физической структуре, но и по поведению и другим параметрам.
Исследователи из Университета Массачусетса, в свою очередь, занимались изучением содержимого внеклеточных везикул — крошечных пузырьков, которые выделяют клетки в окружающую среду. Оказалось, что в везикулах, выделяемых моторными нейронами дрозофил, в высокой концентрации присутствует информационная (матричная) РНК гена Arc. Эта молекула РНК (мРНК) содержит информацию о последовательности аминокислот в белке, который кодирует ген, в данном случае ген Arc.
Дальнейшие исследования показали, что везикулы служат средством транспортировки содержащих мРНК Arc-«капсидов» от одних нейронов к другим. Причем, чем активнее нейроны, тем больше везикул с генетическим материалом гена Arc они испускают. Когда везикулы-перевозчики достигают ближайшего нейрона, Arc-«капсиды», подтверждая свое удивительное сходство с вирусами, проникают в цитоплазму клетки, после чего та начинает, используя мРНК, производить белок Arc.
Ученым еще предстоит понять, зачем нервные клетки используют такую вирусную стратегию для обмена между собой мРНК «гена памяти», и не позволяет ли именно этот механизм быстро распространяться по отделам и тканям головного мозга токсичным белкам, что происходит при болезни Альцгеймера. Исследователи надеются, что сделанное ими открытие прольет свет на истоки развития нейродегенеративных заболеваний и приведет к разработке новых методов их лечения.