Исследование, проведенное учеными из Стэнфордской медицины, показывает, почему так много мутаций, связанных с гипертрофической кардиомиопатией, сердечным заболеванием, изменяют ключевой компонент мышечных клеток таким образом, что заставляют его работать сверхурочно.
Примерно 1 из 500 человек рождается с гипертрофической кардиомиопатией, генетическим заболеванием, вызванным одной из многочисленных мутаций, которые загадочным образом заставляют сердечную мышцу сокращаться со слишком большой силой.
Можно подумать, что гипертрофическая кардиомиопатия сделает из вас прирожденного спортсмена. Вместо этого это может быть смертельным. "Если вы несете одну из этих мутаций, это как если бы вы вышли на пробежку. Проблема в том, что вы делаете это 24 часа в сутки всю свою жизнь," сказал Джеймс Спудич, доктор философии.D., профессор биохимии медицинского факультета. В какой-то момент ваше сердце начинает ощущать последствия, становясь опухшим, затем фиброзным и, в конечном итоге, начинает выдыхаться.
Теперь исследователи обнаружили механизм, лежащий в основе этого сердца трудоголика. Результаты были опубликованы в статье, опубликованной в августе. 13 в Трудах Национальной академии наук. Спудич – старший автор. Ведущее авторство разделяют стэнфордские ученые-постдокторанты Даршан Триведи, Ph.D., и Сасвата Саркар, Ph.D.; и Роберт Андерсон, исследователь MyoKardia, компании, соучредителем которой является Спудич.
Спудич провел десятилетия, изучая на молекулярном уровне, как сокращаются мышцы, и, в частности, работу миозина, ключевого компонента каждой мышечной клетки, включая те, которые составляют сердечную мышцу.
Миозин – это своего рода белок и трудолюбивый маленький моторчик, динамическое действие которого способствует общему сокращению мышцы. Но он работает только неполный рабочий день, проводя большую часть своего существования в позе, подобной позе спящего фламинго, с плотно прижатой головой к туловищу. Так и должно быть с точки зрения оптимальной работы сердца.
Как и все белки, молекулы миозина состоят из аминокислот. Существует 20 различных типов аминокислот, каждая со своими биохимическими особенностями и отличительной формой. Спудич и его коллеги обнаружили, что многие мутации, связанные с гипертрофической кардиомиопатией, хотя они происходят в разных точках последовательности гена миозина, часто в конечном итоге влияют на аминокислоты на одной и той же поверхности внешнего края свернутого белка, изменяя молекулу миозина таким образом, чтобы он из позы спящего фламинго.
Измененные предпочтения позы, в свою очередь, не позволяют молекуле миозина тратить достаточно времени на сон на работе, в совокупности вызывая постоянную перегрузку выходной мощности сердечной мышцы.