Vzácná genetická porucha z amišské komunity pomohla potvrdit klíčový mechanismus v buňce

V uzavřených komunitách, jako jsou amišové v Severní Americe, se častěji objevují vzácná genetická onemocnění. U dětí z této komunity byla popsána porucha, která zasahuje vývoj nervové soustavy a projevuje se například svalovou slabostí nebo epileptickými záchvaty. Porucha je spojena s malou změnou v jednom proteinu, ale dlouho nebylo jasné, jaký proces na úrovni buňky tato změna narušuje. Na tuto otázku nyní odpovídá výzkum vědců z CEITEC Masarykovy univerzity. Ukazuje, že za vznikem onemocnění stojí narušení klíčového mechanismu, bez něhož buňka nedokáže správně zpracovat genetickou informaci.

Každá buňka musí genetickou informaci nejprve přepsat a poté upravit, aby ji mohla použít. Z původního „pracovního přepisu“ odstraní nepotřebné části a zbytek přesně spojí dohromady. Tento proces, označovaný jako sestřih RNA, je složený z mnoha na sebe navazujících kroků a je přísně řízený. Pokud celý proces neproběhne správně nebo se dokonce v některém kroku zastaví, buňka nedokáže přepsanou genetickou informaci správně upravit do podoby, kterou může využít, a tím pádem nemůže fungovat, jak má.

Tým z CEITEC Masarykovy univerzity nyní popsal jeden z klíčových momentů tohoto procesu – konkrétní signál uvnitř buňky. Ten funguje jako kontrolní bod: teprve když je splněn, celý mechanismus se aktivuje a proces může pokračovat.

„Ukázali jsme, že během sestřihu RNA je v určitém přesně načasovaném kroku nezbytná chemická úprava proteinu SF3B1, díky které se na něj může navázat další protein (SNIP1). Pokud se tento signál nepředá správně, buňka nedokáže v procesu sestřihu pokračovat,“ vysvětluje první autorka studie Pavla Gajdušková.

CEITEC: Vzácná genetická porucha z amišské komunity pomohla potvrdit klíčový mechanismus v buňce: Pavla Gajdušková

Právě zde se výzkum propojuje s pacienty z amišské komunity. U postižených dětí se vyskytuje drobná genetická změna v proteinu SNIP1, která narušuje jeho schopnost správně reagovat na signál zprostředkovaný upraveným proteinem SF3B1, a sestřih RNA tak neprobíhá tak efektivně jako u zdravého člověka. Výsledkem jsou chyby v sestřihu RNA, které buňka nedokáže opravit, a její fungování – zejména v nervové soustavě – je tím narušeno.

CEITEC/Blažek Lab: Vzácná genetická porucha z amišské komunity pomohla potvrdit klíčový mechanismus v buňce: Interakce proteinů SF3B1 a SNIP1.CEITEC/Blažek Lab: Vzácná genetická porucha z amišské komunity pomohla potvrdit klíčový mechanismus v buňce: Vliv mutací v SNIP1 na proliferaci (bujení) buněk.

Vědcům se tak podařilo objasnit příčinu této vzácné neurovývojové poruchy. „Pro nás je navíc důležité, že příčina tohoto onemocnění potvrzuje správnost námi popsaného kontrolního bodu. Ukazuje, že i malá změna v jednom z proteinů tohoto kontrolního bodu může narušit mechanismus sestřihu RNA, na kterém je buňka závislá,“ doplňuje vedoucí výzkumu Dalibor Blažek.

CEITEC/Martin Indruch: Vzácná genetická porucha z amišské komunity pomohla potvrdit klíčový mechanismus v buňce: Dalibor Blažek.

Přestože se studie zaměřuje na základní výzkum, její význam je širší. Naznačuje totiž, že stejný mechanismus může hrát roli i při regulaci buněčného dělení – procesu, který bývá narušen například u nádorových onemocnění.

Na výzkumu se podíleli vědci z CEITEC Masarykovy univerzity ve spolupráci s pracovišti ve Španělsku a Německu. Studie byla publikována v časopise Nature Communications.