Пифагоровы штаны: О функциональных амилоидах, поиске лекарства от нейродегенеративных заболеваний и возможностях управления интеллектом - Алексей Галкин - Интервью - 2020-03-24
24.03.2020
Пифагоровы штаны: О функциональных амилоидах, поиске лекарства от нейродегенеративных заболеваний и возможностях управления интеллектом - Алексей Галкин - Интервью - 2020-03-24
Скачать
А. Петровская
―
Добрый день. У микрофона Александра Петровская. Это программа «Пифагоровы штаны». Напротив меня – Алексей Галкин, заместитель директора Санкт-Петербургского филиала Института общей генетики РАН и профессор кафедры генетики и биотехнологий СПбГУ. Алексей Петрович, здравствуйте.
А. Галкин
―
Здравствуйте.
А. Петровская
―
Сегодня мы будем говорить об исследовании, которым вы занимались – амилоидах, которые были обнаружены в коре головного мозга. Причём функциональных амилоидах – то есть, белках (если я правильно понимаю), сложенных в определённой форме, не приводящих к разрушению нейронов и, соответственно, таким заболеваниям, как болезни Альцгеймера, Паркинсона или Хантингтона.
А. Галкин
―
Да, совершенно верно. Амилоиды обычно связывают с этими неизлечимыми заболеваниями – правильно связывают, но это не всегда так. Есть амилоиды плохие, которые убивают наш мозг, и пока мы сделать с этим ничего не можем. А есть амилоиды, условно говоря, хорошие. Амилоид – это форма укладки белка. Молекулы некоторых белков способны объединяться в так называемые амилоидные фибриллы, проще говоря – нитчатые структуры. Вот такие амилоидные структуры обладают уникальными биохимическими свойствами: удивительной прочностью, эластичностью, устойчивостью к целому ряду воздействий. Для некоторых белков это – патология, это очень плохо, а некоторые в такой форме работают.
А. Петровская
―
Получается, что те белки, которые складываются в эту самую амилоидную форму и приводят к болезням Альцгеймера или Паркинсона – это совсем не те, которые, сложенные в амилоидную форму, могут быть функционально полезны для мозга и отвечать за память и эмоции.
А. Галкин
―
Да. Этот белок мы обнаружили совершенно недавно. Дело в том, что раньше эти нитчатые структуры – амилоидные фибриллы – выявляли в общем-то случайным образом при исследовании конкретных свойств белков или при исследовании определённых патологий. А нам повезло: несколько лет назад мы разработали метод, который позволяет выявлять и идентифицировать такие белки в любых органах и тканях любых организмов.В первую очередь нас, конечно, заинтересовал мозг. Проанализировали: а есть ли такие функциональные амилоиды в мозге молодых здоровых крыс? Обнаружили несколько кандидатов, и для белка, который называется FXR, детально показали – да, этот белок представлен именно в амилоидной форме. И, как ни парадоксально, он не убивает мозг, а наоборот необходим для того, чтобы у нас были нормальные эмоции и память.
А. Петровская
―
Я правильно понимаю, что этот белок, который вы называли…
А. Галкин
―
FXR1.
А. Петровская
―
…Конкретно этот белок всегда находился и находится в амилоидной форме? В то время как белок, который приводит к болезням, складывается в эту форму, несколько меняясь в течение жизни?
А. Галкин
―
Да, белок FXR – по крайней мере, в коре головного мозга крысы – всегда представлен в амилоидной форме. Так уж зачем-то эволюция придумала, наверное, много тысяч лет назад. В амилоидной форме данный белок связывает РНК, регулирует её экспрессию – соответственно, регулирует работу генов, и от этого зависит наша память и эмоции.
А. Петровская
―
Выходит, что небольшая концентрация этого белка в амилоидной форме позволяет вашим подопытным быть максимально сообразительными, хорошо запоминать, например, движения в лабиринте, и, в общем, говорит о том, что они – если переводить на человеческий язык – высоко интеллектуально развиты?
А. Галкин
―
В общем, да. Но это не наши данные. Этот белок меня заинтересовал тем, что уже были публикации, которые показывают, что если выключать этот белок или снижать уровень его продукции, то мышки становятся гениальными, замечательно запоминают лабиринты. Если этого белка в мозге, наоборот, слишком много – а это тоже можно экспериментально сделать – то мышки никогда не расстраиваются, не впадают в депрессию, что с ними ни делай.
А. Петровская
―
Счастливые мышки. Рецепт счастья для мышек.
А. Галкин
―
Но неизвестно, насколько эти мышки умные. Поэтому, мне кажется, здесь важен баланс. Слишком мало – плохо, плохо быть депрессивным гением. И слишком много – тоже плохо. Это было показано до нас, а мы просто показали, что всё это делает этот белок, как ни парадоксально, в той самой амилоидной форме. Хотя амилоиды всегда казались страшными для мозга.
А. Петровская
―
Что форма, в которой может находиться один из белков, на самом деле не всегда связана только с болезнями и разрушением нейронов, а может так изначально существовать и обеспечивать нам эмоциональную устойчивость и долговременную память. Кстати, ещё я понимаю, что поломки в гене, который кодирует тот самый белок, отвечающий за долговременную память и эмоции, находящийся в функциональной амилоидной форме – такие поломки так или иначе связаны с аутизмом или шизофренией. Вообще как-то так оказалось, что белки стали виноваты и ответственны за многие заболевания.
А. Галкин
―
На самом деле так и есть. По крайней мере, в таких масштабных исследованиях выявляют корреляцию нарушения работы этого гена, этого белка с аутизмом и шизофренией. Понятно, что если белок прямо или опосредованно регулирует эмоции и память, вполне возможно, что нарушение его работы связно с этими ужасными психическими заболеваниями. Это очень интересно. Казалось раньше, что все заболевания человека – это какие-то наследственные вещи, происходят они в результате мутаций. А по факту оказывается – нет.Некоторые страшные нейродегенеративные заболевания, в частности, болезнь Альцгеймера в 90% случаев никак не связана с мутациями. В результате самых разных воздействий в стареющем мозге такие белки могут сворачиваться в неправильную форму – тогда они начинают убивать наш мозг. Но это если говорить о паталогических амилоидах. А вот белок FXR всегда работает в амилоидной форме, и это мозгу очень хорошо.
А. Петровская
―
Я правильно понимаю, что белки в амилоидной форме находятся и в других клетках организма – в частности, в пигментных клетках человека, что влияет на то, как на кожу ложится загар?
А. Галкин
―
Да, функциональные амилоиды обнаружены у бактерий. Есть биоплёнка – это бактерии экскретируют белки на поверхность и закрепляются на этих фибриллах. Иногда это очень важно, чтобы выживать. Интересный пример: всем известная паутина – это ничто иное, как амилоидные фибриллы белка спидроина. И вы правильно сказали: есть амилоидный белок с труднопроизносимым названием Pmel17, который функционирует в виде амилоидных фибрилл, что просто необходимо для синтеза и запасания меланина. Который, в свою очередь, способствует защите клеток от целого ряда токсических воздействий, в том числе защите от ультрафиолетового света. Ну и загар, конечно, зависит именно от этого.
А. Петровская
―
И последний вопрос: ещё одно доказательство, скажем так, функциональности амилоидов поможет в попытке найти лекарства от нейродегенеративных заболеваний – в общем, развернуть обратно те белки, которые складываются в амилоидную форму?
А. Галкин
―
Непосредственно эта работа не поможет найти лекарства. Но у этой работы есть одно очень важное последствие. Дело в том, что наши результаты однозначно говорят о том, что создавать универсальные лекарства, которые будут разрушать все амилоиды в мозге – совершенно бесперспективно. Нужно направленно искать средства для лечения каждой конкретной патологии. Обнулить амилоиды в головном мозге нельзя. Вернее, можно, но боюсь, что у нас не останется ни мыслей, ни забот, ни чувств. И, кроме того, эти исследования открывают перспективы для изучения взаимосвязи укладки белка с развитием психических заболеваний – таких, как аутизм и шизофрения. Но это ещё исследования будущего.
А. Петровская
―
На этом мы сегодня заканчиваем. Алексей Галкин, заместитель директора Санкт-Петербургского филиала Института общей генетики РАН и профессор кафедры генетики и биотехнологий СПбГУ сегодня был у нас в гостях. Алексей Петрович, спасибо.
А. Галкин
―
Спасибо.