Раскрыт механизм развития миотонии у пациентов с мутациями в гене SCN4A
Проведенные учеными расчеты и замеры указали на то, что обе мутации вызывают сбои в процессах, связанных с быстрым “выключением” натриевых каналов.
Российские и канадские молекулярные биологи выяснили, что две редкие мутации в гене SCN4A приводят к развитию миотонии по той причине, что они мешают натриевым ионным каналам в мышечных клетках их носителей быстро “выключаться”.
Были объединены усилия врачей из Института Вельтищева и медико-генетического центра “Геномед”, которые рассмотрели случаи пациентов с мутациями в гене SCN4A, специалистов в области биоорганической химии и электрофизиологии и коллег из ИЭФБ РАН и Университета Макмастера, которые провели компьютерное моделирование. В результате удалось всесторонне описать молекулярный механизм возникновения патологии.
Миотония представляет собой редкое наследственное заболевание, чьи носители постоянно испытывают длительные тонические спазмы мышц, которые возникают при совершении произвольных движений. В значительном числе случаев подобные проблемы возникают из-за появления точечных мутаций в гене SCN4A, роль большинства которых в развитии патологии пока не ясна.
Российским и канадским ученым удалось получить подобные сведения для двух ранее неизученных мутаций, K1302Q и G1306E, возникающих в критически важной части гена SCN4A, которая чаще всего повреждается при развитии миотонии. Этот участок ДНК отвечает за работу натриевых ионных каналов четвертого типа (Nav1.4) в мышцах, сбои в работе которых ученые детально изучили в опытах на клетках шпорцевых лягушек и просчитали при помощи “нобелевской” системы ИИ AlphaFold.
Проведенные учеными расчеты и замеры указали на то, что обе мутации вызывают сбои в процессах, связанных с быстрым “выключением” натриевых каналов. В результате этого они при некоторых обстоятельствах начинают пропускать через себя значительно больше ионов натрия, чем того требуется для работы мышечных клеток, что и приводит к развитию непроизвольного спазма мышц у носителей миотонии с этими мутациями.
Проведенные при помощи AlphaFold расчеты подтвердили, что обе мутации действительно вызывают неблагоприятные изменения в структуре ионных каналов, которые приводят к развитию аномалий, зафиксированных учеными в ходе опытов на культурах клеток лягушек. Это подтверждает связь мутаций K1302Q и G1306E с миотонией и позволяет с уверенностью использовать их для выявления такого наследственного заболевания.
Источник: nauka.tass.ru
