Устранение поврежденных клеточных компонентов необходимо для поддержания работоспособности тканей. Мышцы и нервы - это долговечные высокопроизводительные органы, клеточные компоненты которых рано или поздно изнашиваются. Белок BAG3 играет важную роль в устранении поврежденных компонентов, выявляя их и "упаковывая” клеточными мембранами для формирования аутофагосомы.
Аутофагосомы можно сравнить с мусорным мешком, в котором собираются клеточные отходы для последующего измельчения и переработки. Исследовательская группа под руководством профессора Йорга Хёхфельда (Jörg Höhfeld) из Института клеточной биологии Боннского университета показала, что силовые тренировки активируют BAG3, призванный эффективно связывать поврежденные компоненты клетки и способствовать обволакиванию их мембраной.
Результаты этой научной работы были опубликованы в последнем номере журнала Current Biology.
Активная система очищения необходима для сохранения и поддержания работоспособности мышечных тканей. «Нарушение её работы вызывает быстро прогрессирующую мышечную слабость у детей, а у взрослых ещё и сердечную недостаточность, которая является одной из самых распространенных причин смерти», - говорит профессор Хёхфельд.
Это важно для спорта и физиотерапии
Исследование проводилось при участии физиологов из Немецкого спортивного университета Кельна и Университета Хильдесхайма. Профессор Себастьян Гелерт (Sebastian Gehlert) из Хильдесхайма подчеркивает важность полученных результатов: «Теперь мы знаем, какой уровень интенсивности силовой тренировки необходим для активации системы BAG3, поэтому можем оптимизировать тренировочные программы ведущих спортсменов и помочь пациентам, проходящим курс физиотерапии, эффективнее наращивать мышечную массу».
Профессор Гелерт использует эти данные в работе с атлетами олимпийской сборной Германии.
Этот необходимо мышцам... и не только
Система BAG3 активна не только в мышцах. Мутации в BAG3 могут привести к развитию нервного заболевания, известного как синдром Шарко-Мари-Тута, вызывающего отмирание нервных волокон рук и ног, в результате чего человек теряет способность двигаться. Изучив клетки больных, учёные показали, что некоторые проявления синдрома вызывают нарушение регуляции процессов элиминации BAG3.
Присоединяйтесь к нам в Телеграм!
Результаты данной научной работы показывают непреходящее значение этой системы для сохранения тканей.
Обнаруженная регуляция указывает путь к новым методам лечения
При более тщательном анализе активации BAG3 исследователи были немало удивлены. «Многие клеточные белки активируются путем присоединения фосфатных групп в ходе фосфорилирования, однако в случае с BAG3 процесс обратный», - объясняет профессор Йорг Хёхфельд. «BAG3 фосфорилируется в мышцах пребывающих в состоянии покоя, а при активации фосфатные группы удаляются“.
Главный объект интереса тут - фосфатазы, ферменты, удаляющие фосфатные группы.
Для определения фосфатазы, активирующей BAG3, Хёхфельд сотрудничает с химиком и клеточным биологом, профессором Майей Кён (Maja Köhn ) из Фрайбургского университета. «Выявление участвующих фосфатаз - ключевой шаг, - говорит она, - так мы сможем продолжить разработку веществ, способных влиять на активацию BAG3 в организме». Исследование может открыть новые терапевтические методы лечения мышечной слабости, сердечной недостаточности и нервных заболеваний.
Актуально для космических путешествий
Работа над системой BAG3 поддерживается Немецким научным фондом (Deutsche Forschungsgemeinschaft) через исследовательское подразделение, возглавляемое профессором Хёхфельдом. Кроме того, Хёхфельд получает средства от Германского космического агентства, поскольку исследование представляет интерес для сферы пилотируемых космических полетов.
Профессор Хёхфельд отмечает: «BAG3 активируется под действием механической силы, но что происходит, если механической стимуляции нет, например, у космонавтов, живущих в невесомости, или у обездвиженных пациентов реанимации, находящихся на вентиляции?» В таких случаях её отсутствие быстро приводит к атрофии мышц, причину которой Хёхфельд, по крайней мере частично, приписывает пассивности BAG3.
Интересно: Учёные нашли 10 маркеров крови, показывающих высокие шансы человека дожить до 100 лет
Препараты, разработанные для активации BAG3, могли бы в таких ситуациях помочь, считает он. Именно поэтому команда Хёхфельда готовит эксперименты, которые будут проводиться на борту Международной космической станции (МКС).
Таким образом, изучение BAG3, возможно, поможет нам однажды достичь Марса.
Перевод: Виктор Трибунский
Источник
