Prions: Öldüren sincaplar hakkında ne biliyoruz?

Protein - Vücudun ana yapı malzemesi ve sağlıklı bir diyetin sabit bir bileşeni. Sincaplar her zaman araştırmacıları endişelendiriyor olsa da, bugün ikincisinin dikkatleri özel bir tür olan prionlara geçti. İnternette dedikleri gibi: "ideal katil", "ölümsüzlüğün anahtarı" ve hatta "zombi molekülü". Bilimsel topluluk, insanlığın yararı için beyni hızla ve kaçınılmaz bir şekilde yok edebilen proteinlerin nasıl kullanılacağına dair bir bulmaca hazırlar. Prionların ne olduğunu anlamaya karar verdik ve uzmanlara hangi katil proteinlerin insanlar için potansiyel olarak yararlı olabileceğini sorduk.

Neden onlar hakkında konuşalım

Prionlar araştırılmaya başlandı, çünkü insanlar ve hayvanların nadir görülen, ancak çok tehlikeli hastalıklarının nedeni onlardı. Bunların arasında çılgın inek hastalığı denir, koyunların pruritusu ve örneğin, bir kişinin pratikte uykuya son verdiği ve 12-18 ay içinde ilerleyici demansın arka planında öldüğü ölümcül aile uykusuzluğu. Prion hastalığının bir başka örneği, ilk semptomların ortaya çıkmasından altı ay veya bir yıl sonra ölüme yol açan Creutzfeldt-Jakob hastalığıdır; hastalık beyni etkiler, bu nedenle hafıza ve dikkat bozuklukları gelişir ve ardından bir koordinasyon ve kasılma bozukluğu oluşur. Sonuncusu, dünyadaki en tehlikeli hastalıklar listesine dahil edilmiştir, çünkü doktorlar ne yapacağını bilemezler. Her şey Kuru'nun gizemli bir hastalığıyla başladı, Papua Yeni Gine'de, makul bir açıklaması yoktu.

Onları nasıl bulabilirim?

Prionların keşfi öyküsü, kurgu unsurlarını içeren bir macera filmini çekiyor: örneğin Yeni Gine'de okyanusun ortasındaki güzel bir adada yaşamaktan daha sağlıklı gözükebilir mi? Fakat bir zamanlar, Fora halkına, çok kuvvetli bir titremeyle tezahür eden, bir insanın ilk yürümesini, sonra ayakta durmasını ve oturmasını önleyen bir insan tarafından çöktü. Sonunda, hasta olanın yapabileceği her şey yalan söylüyor ve titriyor. Felç ve ardından ölüm geldi. Olağandışı klinik belirtiler için, yerel halk hastalığı kuru ("titreme" olarak çevrildi) olarak adlandırdı. Bir çocuk doktoru ve virolog Carlton Gaiduszek, gizemli tavuk da dahil olmak üzere bulaşıcı hastalıkları incelemek için Yeni Gine'ye gitti. Her şeyi yaptı: 1976'da Gaidušek, "hepatit B virüsünü keşfeden Baruch Blumberg'le paylaşan" bulaşıcı hastalıkların kökeni ve yayılma mekanizmalarına ilişkin keşifleri nedeniyle "Nobel Ödülü'nü aldı.

Bununla birlikte, Gaidushek prionları doğru şekilde keşfetmedi - sadece virüsün mikroskopta görünmeyen bir "patojenik partikül" e neden olduğunu belirtti. Bunu yapmak için, bilim insanının adada uzun zaman geçirmesi, yüzlerce ölü engelli temsilcisi ortaya çıkarması ve hatta organlarını (özellikle Gaidushek, hastalarında süngerimsi bir yapı edinen beyne ilgi duyuyordu) farklı ülkelerden meslektaşlarına göndermesi gerekiyordu. Ritüel yamyamlık, Fore halkı arasında salgının nedeni oldu: yetkililerin resmi olarak yasaklanmasından sonra bile uygulandı. Motifler açık sözlüdür: Faure, ölü bir kişinin etini yemenin yanı sıra aklının, yeteneklerinin veya yeteneklerinin kendilerine geçeceğine inanıyordu.

Neyle ilgili?

İlk başta, bilim adamları yeni bir virüs veya virüs partikülü bulduğunu düşünüyorlardı. Prionlar, hücresel bir yapıya sahip olmadıkları için virüslere benzerler - yani bakterilerden farklı olarak hücrelerden oluşmazlar. Virüs, protein kabuğundaki bir nükleik asittir, yani DNA veya RNA. Ancak prionlar bu asitlerin yok edilmesiyle etkilendiğinde, tehlikeli bulaşıcı nitelikler kaldı. Yavaş yavaş, bir prionun sadece alışılmadık bir yapıya sahip bir protein olduğu sonucuna varıldı. Tüm protein moleküllerinin belirli bir üç boyutlu konfigürasyonu vardır - eğer büyük ölçüde basitleştirilirse, amino asitler zincirinin uzaya bu şekilde döşenmesi gerekir. Dolayısıyla, prionlarda bu yapı anormaldir; Şaşırtıcı bir şekilde, "olağan" kimyasal bileşim ile, prionu ölümcül yapan bu yapılandırma anomalisidir.

Normal protein nasıl anormal hale gelir?

İnsanlara karşı çalışan sincapların adı Amerikalı doktor Stanley Prusiner tarafından verildi. Protein (protein) ve enfeksiyon (enfeksiyon) kelimelerini birleştirerek, "prionlar" aldı, bunları en yeni biyolojik patojen tipleri olarak tanımladı ve ilk kez eylemlerinin prensibini tarif etti. 1997 yılında çalışmaları için Nobel Ödülü'nü aldı. Prusiner ayrıca prion üreten bir protein keşfetti - buna prion proteini PrP denildi. En ilginç şey, PrP kodlama geninin yirminci insan kromozomunda bulunmasıdır - yani, herhangi birimizin DNA'sındadır. Ancak bir priona dönüşme şansı minimumdur ve çoğu insan prion hastalıkları riski olmadan sessizce yaşar. Bununla birlikte, protein sentezindeki tek bir hata normal PrPC'yi anormal PrP Sc'ye dönüştürebilir.

Genotek'in genetikçisi ve CEO'su Valery Ilyinsky'nin açıkladığı gibi, prionlar olağandışı bir yapıya sahip olan sıradan proteinlerdir. Bu, benzer proteinlerin yapısını değiştirmelerini ve ayrıca prionlara dönüşmelerini sağlar, yani enfeksiyona benzer bir işlem meydana gelir. Hastalığa başlamak için ilk zarar görmüş proteinin tezahürü gereklidir - bu, sentezi sırasında spontan bir hatanın sonucu olarak veya dışarıdan bir priondan sonra başka bir kişiden veya hayvandan ortaya çıkabilir. Ve sonra zincirleme reaksiyon başlar.

Rustam Ziganshin, Rustam Ziganshin, “normal” prion proteini formunu tehlikeye dönüştürmenin sebep ve mekanizmasının günümüzde çok az anlaşıldığına dikkat çekiyor. İn vitro deneyler (in vitro) bu dönüşüm için çeşitli ek faktörler gerekir. Aynı zamanda, hayvan deneylerinde, "normal" prion proteini farelere enjekte edildiğinde prion hastalıkları gelişti, bu da onu programlayan genden tamamen yoksun. Bu durumda onu neyin “saldırgan” yaptığını açık değil.

Ebedi gençlik veya kaçınılmaz ölüm

Şimdi, örneğin, Alzheimer hastalığı veya Parkinson hastalığının prion mekanizmasıyla ilişkili olabileceği gerçeğinden bahsediyorlar. Eğer öyleyse, o zaman yeni tedavi yöntemlerinin ortaya çıkmasını veya bu ciddi hastalıkların önlenmesini bekleyebiliriz. İlginçtir ki, prionlar etki mekanizması ve maya proteinleri bakımından benzerdir - mayanın bu garip moleküllerin çalışmasına yardımcı olması oldukça olasıdır. Ayrıca, prionların çeşitli kötü huylu tümörler veya HIV enfeksiyonu için bir çare bulmak için nasıl yardımcı olacağı hakkında konuşulacak ve aslında insanlığı sonsuz yaşama veya ebedi gençliğe götürecek bir “felsefi taş” haline gelecektir. Ancak bu ifadeler temelsizdir.

Rustam Ziganshin, biyoloji alanındaki herhangi bir araştırma gibi, prion proteinlerinin incelenmesinin de yaşam bilgimizin sınırlarını genişlettiğini açıklıyor. Pratik bir bakış açısıyla, sonuçlar bir dizi tehlikeli, ancak tedavi edilemeyen hastalıkların nasıl geliştiğini anlamaya yardımcı olabilir. Belki de onlarla başa çıkacak bir araç bulabiliriz. Normal proteinin nasıl anormal hale geldiğini anlarsanız ve bu sürecin nasıl kontrol edileceğini öğrenirseniz, belki onu ters yönde başlatabiliriz - yani, patolojik proteinleri sağlıklı proteinlere dönüştürmek ve onlarla birlikte dokulara ve organlara sağlık vermek için.

resimler: Flickr, ibreakstock - stock.adobe.com