Раскрыт механизм развития миотонии у пациентов с мутациями в гене SCN4A
МОСКВА, 16 октября. /ТАСС/. Российские и канадские молекулярные биологи выяснили, что две редкие мутации в гене SCN4A приводят к развитию миотонии по той причине, что они мешают натриевым ионным каналам в мышечных клетках их носителей быстро "выключаться". Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
"Мы объединили усилия врачей из Института Вельтищева и медико-генетического центра "Геномед", которые рассмотрели случаи пациентов с мутациями в гене SCN4A, наших специалистов в области биоорганической химии и электрофизиологии и коллег из ИЭФБ РАН и Университета Макмастера, которые провели компьютерное моделирование. В результате нам удалось всесторонне описать молекулярный механизм возникновения патологии", - пояснил доцент МФТИ Александр Василевский, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.
Как отмечают исследователи, миотония представляет собой редкое наследственное заболевание, чьи носители постоянно испытывают длительные тонические спазмы мышц, которые возникают при совершении произвольных движений. В значительном числе случаев подобные проблемы возникают из-за появления точечных мутаций в гене SCN4A, роль большинства которых в развитии патологии пока не ясна.
Российским и канадским ученым удалось получить подобные сведения для двух ранее неизученных мутаций, K1302Q и G1306E, возникающих в критически важной части гена SCN4A, которая чаще всего повреждается при развитии миотонии. Этот участок ДНК отвечает за работу натриевых ионных каналов четвертого типа (Nav1.4) в мышцах, сбои в работе которых ученые детально изучили в опытах на клетках шпорцевых лягушек и просчитали при помощи "нобелевской" системы ИИ AlphaFold.
Проведенные учеными расчеты и замеры указали на то, что обе мутации вызывают сбои в процессах, связанных с быстрым "выключением" натриевых каналов. В результате этого они при некоторых обстоятельствах начинают пропускать через себя значительно больше ионов натрия, чем того требуется для работы мышечных клеток, что и приводит к развитию непроизвольного спазма мышц у носителей миотонии с этими мутациями.
Проведенные при помощи AlphaFold расчеты подтвердили, что обе мутации действительно вызывают неблагоприятные изменения в структуре ионных каналов, которые приводят к развитию аномалий, зафиксированных учеными в ходе опытов на культурах клеток лягушек. Это подтверждает связь мутаций K1302Q и G1306E с миотонией и позволяет с уверенностью использовать их для выявления такого наследственного заболевания, подытожили исследователи.