Współfinansowane przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej badania naukowców z laboratorium Max Planck w Małopolskim Centrum Biotechnologii UJ (MCB) Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie prowadzone we współpracy z Uniwersytetem Queensland z Brisbane w Australii rzucają nowe światło na molekularne i genetyczne przyczyny występowania ciężkich chorób neurologicznych u ludzi. Wyniki pracy naukowców zostały niedawno opublikowane w Nature Communications.
Przez ostatnie 3 lata badacze starali się lepiej zrozumieć związek pomiędzy mutacjami w genie kodującym jedną z podjednostek kompleksu Elongatora a rozwojem mikrocefalii, niepełnosprawności intelektualnej czy zaburzeń ze spektrum autyzmu. „Elongator to duży kompleks białkowy składający się z wielu podjednostek. Wprowadza on modyfikacje chemiczne do cząsteczek tRNA, odgrywających kluczową rolę w translacji – procesie regulującym produkcję wszystkich białek w każdym żywym organizmie” – wyjaśnia Tomasz Gawda, magistrant pracujący w Max Planck Research Group i drugi autor publikacji. „Wiemy, że mutacje w którejkolwiek podjednostek kompleksu są związane z występowaniem wielu ludzkich chorób o podłożu neurologicznym, jednakże molekularne mechanizmy leżące u ich podstaw były do tej pory słabo poznane” – dodaje dr Monika Gaik.
Dzięki swojemu multidyscyplinarnemu podejściu naukowcy zdołali połączyć dane kliniczne uzyskane od pacjentów z Australii, Danii, Niemiec, Stanów Zjednoczonych i Francji z eksperymentami prowadzonymi in vivo na modelu mysim, z uwzględnieniem szczegółowych skanów mózgu i testów behawioralnych. Oprócz danych biomedycznych bardzo istotna była również praca zespołu 7 naukowców z Polski. Przeprowadzili oni zaawansowaną analizę biochemiczną oczyszczonego ludzkiego kompleksu Elongatora, dzięki której możliwe było wykazanie na poziomie molekularnym bezpośrednich skutków mutacji zidentyfikowanych u pacjentów z zaburzeniami neurologicznymi.
Opublikowane wyniki wyraźnie pokazują, że mutacje w drugiej podjednostce kompleksu Elongatora (Elp2) występujące u pacjentów, hamują aktywność enzymatyczną całego kompleksu i mają bezpośredni wpływ na rozwój ludzkiego mózgu. ”Po raz pierwszy byliśmy w stanie oczyścić ten duży ludzki kompleks białkowy i bezpośrednio zbadać w laboratorium szkodliwy wpływ mutacji zaburzających jego funkcjonowanie. Nasze analizy biochemiczne i biofizyczne potwierdziły, że to właśnie kompleks Elongatora jest odpowiedzialny za występowanie obserwowanych fenotypów klinicznych” – mówi dr Sebastian Glatt, autor korespondencyjny artykułu i szef grupy badawczej z MCB, który wraz z prof. Brandonem J. Wainwrightem z IMB w Brisbane zainicjował i koordynował cały projekt.
Z przedstawionych przez naukowców wyników wyłania się nowy i szczegółowy obraz wysoce złożonej etiologii niepełnosprawności intelektualnych i autyzmu, a także fundamentalnej roli kompleksu Elongatora w ludzkim organizmie. Otrzymane wyniki pozwolą naukowcom z całego świata na znalezienie nowych markerów diagnostycznych i potencjalnych terapii interwencyjnych dla tych ciężkich zaburzeń neurologicznych.
Badania były współfinansowane przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej w ramach grantów FIRST TEAM i TEAM-TECH Core Facility przyznanych dr. Sebastianowi Glattowi ze środków pochodzących z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego z programu Inteligentny Rozwój.
Źródło: www.mcb.uj.edu.pl
