O familie turcă suferă de o tulburare rară care îi obligă să meargă pe patru picioare. Oamenii de știință danezi au descoperit cum funcționează boala și în același timp au rezolvat un mister științific de lungă durată.

În Turcia, o întreagă familie merge pe patru picioare, deoarece suferă de un sindrom rar care lovește centrele din cerebel care controlează echilibrul. Da, poate suna ridicol, dar este un lucru real .

familie

Oamenii de știință de la Universitatea Aarhus, Danemarca, au descoperit în cele din urmă cauza biologică a tulburării familiei - în termeni medicali denumiți Ataxia cerebelară, Întârzierea mentală și Sindromul Dysequilibrium sau pur și simplu CAMRQ.

Cercetările arată cum o mutație extrem de rară împiedică proteinele să distribuie corect moleculele de grăsime în celule.

Acest lucru duce la defectarea celulelor nervoase, leziuni ale creierului și pierderea echilibrului, ceea ce înseamnă că familia turcească este forțată să-și folosească atât brațele, cât și picioarele pentru a merge, pentru a nu-și pierde echilibrul și a se prăbuși.

Cercetarea daneză este de fapt o descoperire științifică în ceea ce privește înțelegerea noastră a modurilor în care sunt organizate celulele.

Cercetatorii s-au intrebat de mult timp cat proteinele relativ mici sunt capabile sa deplaseze molecule mari de grasime in jurul membranelor celulare. O numim „problema substratului gigant”, spune postdoc Anna Lindeløv Vestergaard de la Departamentul de Biomedicină de la Universitatea Aarhus.

„Cercetările noastre arată cum o gestionează moleculele mici și ne îmbunătățește înțelegerea modurilor în care funcționează o serie de boli”, spune ea.

Studiul a fost publicat recent în revista științifică PNAS.

Cum funcționează membrana celulară

Membranele celulare constau dintr-un strat peste strat de molecule mici de grăsime numite lipide care au un „cap” și o „coadă”.

În interiorul membranei celulare, lipidele sunt rotite cu capul îndreptat fie spre centrul celulei, fie spre exterior și cu cozile unul față de celălalt. Deci suprafața membranei celulare este compusă dintr-un rând lung de capete lipidice, unul lângă altul. Acest lucru este cunoscut sub numele de bistrat lipidic.

Legat de acest strat strat lipidic este un șir lung de proteine ​​care transportă lucrurile în și din celulă, de exemplu pompa de sodiu-potasiu și pompa de calciu.
Membrana celulară conține, de asemenea, proteine ​​numite flippaze care au grijă de bistratul lipidic. La aceasta s-a concentrat echipa de cercetare daneză.

Flippazele organizează membrana celulară și mută lipide specifice în jur, asigurându-se că unele sunt plasate în interiorul membranei celulare, în timp ce altele sunt plasate în exterior.

Dacă acest lucru nu se întâmplă, întreaga celulă ar putea să nu mai funcționeze - așa cum este cazul familiei turcești.

Modelul 3D a dezvăluit funcția

Există 36 de pompe moleculare în corpul uman.

Una dintre ele este pompa de sodiu-potasiu care a fost descoperită de cercetătorul danez Jens Christian Skou și i-a adus premiul Nobel.

14 din cele 36 de pompe sunt flippase.

Flippazele sunt implicate într-o serie de funcții celulare.

Una dintre ele este asigurarea unei distribuții inegale a lipidelor, asigurând flexibilitatea membranei celulare.

Această funcție joacă un rol esențial în diviziunea celulară, dezvoltarea embrionară și secreția de hormoni.

În studiul danez, cercetătorii au descoperit cum flippazele mici sunt capabile să transporte lipide mult mai mari decât ele de la o parte la alta a membranei.

Au făcut acest lucru copiind mutația care a creat un defect în familia turcească. Mutația este o singură eroare de aminoacid într-o anumită flippază cunoscută sub numele de ATP8A2.

Recreând mutația dintr-o cultură celulară în laborator, cercetătorii ar putea spune ce zone ale ATP8A2 au fost incapacitate atunci când flippaza a încetat să funcționeze.

Cu asistența unei echipe de experți elvețieni în modelarea proteinelor, Vestergaard a creat un model structural al flippazelor și pentru a vizualiza diferențele structurale dintre o flippază funcțională și una disfuncțională.

Acest lucru a permis oamenilor de știință să spună cum funcționează flippases.

Rezultatele noastre arată că flippazele creează un canal prin membrana celulară prin care împing capetele lipidelor. În același timp, lasă cozile lipidice atârnate în afara canalului, astfel încât nu trebuie să le gestioneze și ele ", spune profesorul Jens Peter Andersen, care a supervizat proiectul de cercetare.

„Este ca un card de credit în care doar banda magnetică este glisată, în timp ce majoritatea cardului se desprinde. Așa reușesc flippasele să se deplaseze în jurul lipidelor mult mai mari ”, spune el.

Andersen explică faptul că problema flippazei defecte din familia turcească este că ATP8A2 conține o mutație care împiedică proteina să lege lipida în mod corect și să o mute prin canal.

Acest lucru, de asemenea, îi împiedică să se deplaseze lipidele dintr-un strat al membranei în celălalt, ceea ce înseamnă că controlul echilibrului cerebelului nu este dezvoltat corect.

Conduce la o mai bună înțelegere a bolilor

În plus față de tulburarea foarte rară de care suferă familia turcească, descoperirea ar putea duce și la o mai bună înțelegere a mai multor alte boli.

Flippazele defecte sunt asociate cu un număr mare de alte afecțiuni medicale, de la infertilitate până la boli hepatice fatale și Alzheimer.
Acum, când oamenii de știință știu cum funcționează în mod normal flippases, ei au o bază mai bună pentru a înțelege defecțiunile care ar putea apărea atunci când flippases nu funcționează așa cum ar trebui.

„Defectele genetice ale flippazelor sunt probabil cauza a mult mai multe boli decât ne dăm seama astăzi. Înțelegerea științifică de bază este primul pas pe calea spre a fi mai bine echipați pentru diagnosticarea și tratarea acestor boli ”, spune Vestergaard.