Badania naukowców z laboratorium Max Planck w Małopolskim Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego (MCB UJ), prowadzone we współpracy z Uniwersytetem Queensland z Brisbane, rzucają nowe światło na molekularne i genetyczne przyczyny występowania ciężkich chorób neurologicznych u ludzi. Wyniki pracy zespołów badaczy z Polski i Australii zostały niedawno opublikowane w "Nature Communications".

Przez ostatnie 3 lata badacze starali się lepiej zrozumieć związek pomiędzy mutacjami w genie kodującym jedną z podjednostek kompleksu Elongatora a rozwojem mikrocefalii, niepełnosprawności intelektualnej czy zaburzeń ze spektrum autyzmu. - Elongator to duży kompleks białkowy składający się z wielu podjednostek. Wprowadza on modyfikacje chemiczne do cząsteczek tRNA, odgrywających kluczową rolę w translacji: procesie regulującym produkcję wszystkich białek w każdym żywym organizmie - wyjaśnia Tomasz Gawda, magistrant pracujący w Max Planck Research Group.

- Wiemy, że mutacje w którejkolwiek podjednostek kompleksu są związane z występowaniem wielu ludzkich chorób o podłożu neurologicznym, jednakże molekularne mechanizmy leżące u ich podstaw były do tej pory słabo poznane - dodaje dr Monika Gaik.

Dzięki swojemu multidyscyplinarnemu podejściu naukowcy zdołali połączyć dane kliniczne uzyskane od pacjentów z Australii, Danii, Niemiec, Stanów Zjednoczonych i Francji z eksperymentami prowadzonymi in vivo na modelu mysim, z uwzględnieniem szczegółowych skanów mózgu i testów behawioralnych. Oprócz danych biomedycznych bardzo istotna była również praca zespołu 7 naukowców z Polski. Przeprowadzili oni zaawansowaną analizę biochemiczną oczyszczonego ludzkiego kompleksu Elongatora, dzięki której możliwe było wykazanie na poziomie molekularnym bezpośrednich skutków mutacji zidentyfikowanych u pacjentów z zaburzeniami neurologicznymi.

Opublikowane wyniki wyraźnie pokazują, że mutacje w drugiej podjednostce kompleksu Elongatora (Elp2) występujące u pacjentów, hamują aktywność enzymatyczną całego kompleksu i mają bezpośredni wpływ na rozwój ludzkiego mózgu.

- Po raz pierwszy byliśmy w stanie oczyścić ten duży ludzki kompleks białkowy i bezpośrednio zbadać w laboratorium szkodliwy wpływ mutacji zaburzających jego funkcjonowanie. Nasze analizy biochemiczne i biofizyczne potwierdziły, że to właśnie kompleks Elongatora jest odpowiedzialny za występowanie obserwowanych fenotypów klinicznych - mówi dr Sebastian Glatt, autor korespondencyjny artykułu i szef grupy badawczej z MCB UJ, który wraz z prof. Brandonem J. Wainwrightem z IMB w Brisbane zainicjował i koordynował cały projekt.

Z przedstawionych przez naukowców wyników wyłania się nowy i szczegółowy obraz wysoce złożonej etiologii niepełnosprawności intelektualnych i autyzmu, a także fundamentalnej roli kompleksu Elongatora w ludzkim organizmie. Otrzymane wyniki pozwolą naukowcom z całego świata na znalezienie nowych markerów diagnostycznych i potencjalnych terapii interwencyjnych dla tych ciężkich zaburzeń neurologicznych.