Исследователи из Institute of Biochemistry and Molecular Medicine of the University of Freiburg идентифицировали молекулярные последствия ранее неизвестной мутации. Эта мутация вмешивается в функционирование митохондрий. Она обычно возникает после обычно кажущейся безвредной инфекции в раннем детстве, приводя к тяжелой болезни и в последствии головной мозг оказывается не в состоянии поддерживать контроль ключевых функций тела, включая моторные функции.

Митохондрии - это органеллы в клетках высших животных, осуществляющие разнообразные функции. Лучше всего они известны, как превращающие энергию, заключенную в пище, в энергию, которая используется клетками для биохимических реакций. Однако, они ответственны также за продукцию многих метаболических продуктов и ко-факторов, которые необходимы для функционирования многих ферментов. Если с ними происходит несчастье, возникает болезнь. Дефектные митохондрии приводят к болезням тканей и органов, которые нуждаются в высоких уровнях энергии. Поэтому они часто затрагивают нервную систему, сердечную или скелетные мышцы.

Генетический анализ генома у больных и их семей с трех разных континентов показал, что всегда изменен специфический ген с помощью наследственной мутации. Этот ген поставляет образец (blueprint) для белка, который необходим митохондриям. В них этот белок удаляет сигнал прикрепления (attachments), известный как обязательное условие, необходимое для импорта большинства митохондриальных белков из цитоплазмы. Поэтому он наз. Mitochondrial Presequence Protease (MPP).

Исследователи использовали секвенирование всего генома и обнаружили причинные мутации в гене PMPCB, нарушающие фермент mitochondrial processing protease (MPP), ответственной за транспорт белков в митохондрии. Гарушение этого процесса, в свою очередь, бюлокирует продукцию iron-sulfur кластеров, которые важны для энергетического метаболизма и др. клеточных функций. Это приводит к какаду серьезных событий, включаяатрофию головного мозгаи нейрологическую регрессию. Симптомы сходны с теми, что встречаются при Leigh's синдроме.

Фактически, frataxin, белок, измененный при Friedreich's ataxia, является одной из главных мишеней для MPP. Однако, заболевание очень отлично, и связанные с PMPCB нарушения, идентифицированные Helbig с сотр., более тяжелые, чем Friedreich's ataxia.

Исследователи показали, что генетические изменения в гене для MPP приводит к тому, что белки оказываются с нарушенной функцией. Она не может больше эффективно расщеплять последовательности-предшественники (presequences), приводит к накоплению незрелых белков в митохондриях. Это может приводить к помехам во многих митохондриальных функциях. В качестве модельного организма использовали дрожжи. В дрожжевой MPP, которая родственна таковой человека, вызывались те же самые мутации, приводящие к болезни, и изучались возникающие последствия этих мутаций в митохондриях.

"К сожалению, мы оказались пока неспособны сохранять жизнь больным детям, на основании нашиз находок," говоритVögtle; добавляя, "Однако, без этого фундаментального объяснения патологического механизма не могут быть разработаны терапевтические подходы."

Helbig заявляет, "Мы способны начать скрининг соединений, которые могут стать основой лечения этого недуга."

See Helbig's research blog, "Beyond the Ion Channel" for his description of the discovery of PMPCB's role in this condition.