В настоящее время существует несколько гипотез, объясняющих структуру прионов. Наиболее признанной считается та, согласно которой прионы представляют собой непосредственно белковые инфекционные агенты. Мультикомпонентная гипотеза происхождения этих частиц постулирует, что для образования инфекционного приона необходимы дополнительные молекулы-кофакторы. Кроме того, также рассматривается вирусная гипотеза. Прионы относят к особому классу инфекционных агентов, представленных белками с аномальной третичной структурой, не содержащими нуклеиновых кислот. Развитие нейродегенеративных заболеваний под их воздействием происходит в результате формирования внеклеточных скоплений в центральной нервной системе и образования амилоидных бляшек, разрушающих структуру нервной ткани.
Согласно данным нового исследования, ученым впервые удалось выделить прион, способный к размножению in vitro. Илария Ванни (Ilaria Vanni), одна из авторов проекта и сотрудник Отдела ветеринарии, общественного здоровья и безопасности пищевых продуктов Национального института здоровья в Риме (Department of Veterinary Public Health and Food Safety, Istituto Superiore di Sanità, Rome), Италия, отметила, что такой результат может обеспечить новое понимание механизма, благодаря которому данные частицы обретают характер инфекционного агента.
Результаты предыдущих исследований свидетельствуют о том, что при определенных условиях штаммы прионов способны мутировать, изменяя свою структуру. В новом исследовании появление модифицированной протеиновой частицы было индуцировано в процессе работы с прионами, полученными от овец с медленно развивающейся прионной инфекцией (скрейпи). Подобно другим прионам, мутантный штамм обладал способностью размножаться в лабораторных условиях. Однако при попытке инфицировать мутантным протеином рыжих полевок, ни у одной из лабораторных мышей не выявлено признаков заболевания. В отличие от этого, естественные, не подвергшиеся модификации формы прионовых частиц обладали инфицирующей способностью in vivo. Ученые предположили, что такая особенность мутантных прионов может быть следствием нарушения способности к растяжению между аминокислотными субъединицами, присущей естественным штаммам. И данная особенность, вероятно, важна в процессе инфицирования живого организма, однако не имеет значимости для размножения во внешней среде. Поэтому дальнейшие исследования могли бы опираться на этот вывод для углубленного изучения ключевых свойств, обеспечивающих инфицирующие качества прионов.
Резюмируя полученные результаты, авторы проекта подчеркнули, что существование естественных конформационных штаммов, способных к размножению in vitro, а не в живом организме, позволяет надеяться на будущий успех в изучении молекулярных механизмов, являющихся основой взаимосвязи между трансформацией структуры приона и его летальными свойствами.
- PLOS (2016) Mutant prion protein could help reveal neurodegenerative disease mechanisms. ScienceDaily, Nov. 23 (https://www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161123141335.htm).
- Vanni I., Migliore S., Cosseddu G.M. et al. (2016) Isolation of a Defective Prion Mutant from Natural Scrapie. PLOS Pathogens, 12(11): e1006016 (http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1006016).
Наталья Савельева-Кулик
