Prions: Hvad ved vi om egern, der dræber

Protein - hovedbygningsmaterialet i kroppen og en konstant bestanddel af en sund kost. Selvom egern har altid bekymrede forskere, har dagens opmærksomhed i dag flyttet til en særlig art, prioner. På internettet, som de bare ikke kalder: "ideel morder", "nøglen til udødelighed" og endda "zombie molekyle." Det videnskabelige samfund puslespiller over, hvordan man bruger proteiner, der hurtigt og uundgåeligt kan ødelægge hjernen til gavn for menneskeheden. Vi besluttede at finde ud af, hvilke prioner der er, og spurgte eksperterne, hvad dræberproteiner potentielt kunne være nyttige for mennesker.

Hvorfor tale om dem

Prions begyndte at blive undersøgt, fordi de var årsagen til sjældne, men meget farlige sygdomme hos mennesker og dyr. Blandt dem er den såkaldte gale ko-sygdom, fårens kløe og for eksempel dødelig familiens søvnløshed, hvor en person næsten stopper med at sove og inden for 12-18 måneder dør mod baggrunden for progressiv demens. Et andet eksempel på prionsygdom er Creutzfeldt-Jakobs sygdom, som fører til døden inden for seks måneder eller et år efter de første symptomer fremkommer. sygdommen påvirker hjernen, derfor opstår forstyrrelser af hukommelse og opmærksomhed, og derefter en lidelse af koordination og kramper. Sidstnævnte er medtaget på listen over de farligste sygdomme i verden, fordi læger simpelthen ikke ved hvad de skal gøre med det. Det hele begyndte med Kuru's mystiske sygdom i Papua Ny Guinea, som ikke syntes at have nogen rimelig forklaring.

Sådan finder du dem

Historien om opdagelsen af ​​prioner trækker på en eventyrfilm med elementer af fiktion: Det ser ud til at det kunne være sundere end at bo på en smuk ø midt i havet, for eksempel i New Guinea? Men engang kollapsede en sygdom af en ukendt natur på Fora-folket, hvilket var manifesteret ved en meget stærk omrystning, og forhindrede en person i at gå først og derefter stå og sidde. I sidste ende lykkedes alt det, som den syge kunne Lammelse fulgte efterfulgt af døden. For usædvanlige kliniske manifestationer kaldte lokalbefolkningen sygdommen kuru (oversat som "rysten"). En børnelæge og virologist Carlton Gaiduszek gik til New Guinea for at studere smitsomme sygdomme, herunder den mystiske høne. Han gjorde det hele: i 1976 modtog Gaidušek Nobelprisen "for sine opdagelser vedrørende nye mekanismer med oprindelse og spredning af smitsomme sygdomme", idet han delte den med Baruch Blumberg, der opdagede hepatitis B-viruset.

Gaidushek opdagede dog ikke prionerne - han foreslog kun, at viruset forårsager en "patogen partikel", der ikke er synlig under mikroskopet. For at gøre dette måtte forskeren bruge lang tid på øen, afsløre et par hundrede døde repræsentanter for handicapet og endda sende deres organer (især Gaidushek var interesseret i hjernen, som fik en svampet struktur hos patienter) til sine kolleger fra forskellige lande. Rituel kannibalisme blev årsagen til epidemien blandt Fore-folket: Den blev praktiseret selv efter myndighedens officielle forbud. Motiverne er prosaiske: Faure troede at sammen med at spise en døds kød, ville hans sind, evner eller talenter passere til dem.

Hvad handler det om?

I starten troede forskerne, at de havde fundet en ny virus eller en viruspartikel. Prioner svarer virkelig til vira, fordi de ikke har en cellulær struktur - det vil sige, de består ikke af celler, i modsætning til bakterier. Virusen er en nukleinsyre, det vil sige DNA eller RNA, i proteinskallen. Men når prioner blev påvirket ved at ødelægge disse syrer, forblev de farlige infektiøse kvaliteter. Gradvis blev det konkluderet, at en prion kun er et protein, kun med en usædvanlig struktur. Alle proteinmolekyler har en vis tredimensionel konfiguration - hvis det er meget forenklet, er det sådan, hvordan kæden af ​​aminosyrer er lagt i rummet. Så i prioner er denne struktur unormal; overraskende med den "sædvanlige" kemiske sammensætning er det denne konfigurationsanomali, der gør prionen dødelig.

Hvordan får normalt protein unormalt?

Navnene på egernene, der arbejder mod mennesket, blev givet af den amerikanske læge Stanley Prusiner. Ved at kombinere ordene protein (protein) og infektion (infektion) modtog han "prioner", identificerede dem som den nyeste type biologiske patogener og for første gang beskrev princippet om deres handling. I 1997 modtog han Nobelprisen for sit arbejde. Prusiner opdagede også et priongenererende protein - det hedde prionproteinet, PrP. Det mest interessante er, at PrP kodende genet er indeholdt i det tyvende menneskelige kromosom - det vil sige, at det er i DNA fra nogen af ​​os. Men chancen for dens omdannelse til en prion er minimal, og de fleste mennesker lever stille uden risiko for prionsygdomme. Imidlertid kan kun en fejl i proteinsyntesen omdanne normal PrPC til unormalt PrP Sc.

Som Valery Ilyinsky, en genetiker og administrerende direktør for Genotek, forklarer, prioner er almindelige proteiner, der har erhvervet en usædvanlig struktur. Dette gør det muligt for dem at ændre strukturen af ​​lignende proteiner og også gøre dem til prioner, det vil sige en proces, der ligner infektion, forekommer. For at starte sygdommen er manifestationen af ​​det første beskadigede protein nødvendigt - det kan forekomme enten som følge af en spontan fejl under dens syntese eller efter en prion udefra, fra en anden person eller et dyr. Og så starter kædereaktionen.

Rustam Ziganshin, Ph.D. in Chemistry, bemærker, at årsagen og mekanismen til at omdanne den "normale" form af prionprotein til farlig er meget dårligt forstået i dag. I in vitro eksperimenter (in vitro) kræves flere yderligere faktorer for denne transformation. Samtidig udviklede prionsygdomme i dyreforsøg, da det "normale" prionprotein blev injiceret i mus, som helt mangler genprogrammering af det. Det er ikke klart, hvad der gjorde ham til at blive "aggressiv" i dette tilfælde.

Evig ungdom eller uundgåelig død

Nu taler de om det faktum, at for eksempel Alzheimers sygdom eller Parkinsons sygdom kan være forbundet med prionmekanismen. Hvis ja, så kan vi forvente fremkomsten af ​​nye metoder til behandling eller forebyggelse af disse alvorlige sygdomme. Interessant nok prioner ligner virkningsmekanisme og gærproteiner - det er helt muligt, at gær hjælper med at studere disse mærkelige molekyler. Der er også tale om, hvilke prioner der vil hjælpe med at finde en kur mod forskellige maligne tumorer eller hiv-infektion, og i virkeligheden vil de blive en "filosofisk sten", der vil lede menneskeheden til evigt liv eller evig ungdom. Men mens disse udsagn er ubegrundet.

Rustam Ziganshin forklarer, at undersøgelsen af ​​prionproteiner, ligesom enhver forskning inden for biologi, udvider grænserne for vores viden om at leve. Ud fra et praktisk synspunkt kan resultaterne hjælpe med til at forstå, hvordan en række farlige, men uhelbredelige sygdomme udvikler sig. Måske får vi et værktøj til at håndtere dem. Hvis du forstår, hvordan normalt protein viser sig at være uregelmæssigt og lærer at styre denne proces, så kan vi måske starte det i modsat retning - det vil sige at omdanne patologiske proteiner til sunde og med at returnere sundhed til væv og organer.

billeder: Flickr, ibreakstock - stock.adobe.com