Мозг болеет белками

Болезни мозга – ведущая причина возникновения инвалидности у людей в развитых странах, по данным Всемирной организации здравоохранения. Только в США связанные с инвалидностями затраты превышают $300 млрд. Вообще же мозг – самый сложный орган человеческого тела. Он состоит из миллионов нервных клеток, связанных друг с другом миллиардами синапсов. Каждый синапс (соединение между клетками) состоит из белков, которые образуют важные молекулярные машины – постсинаптические уплотнения (ПСУ).

Роль этих «устройств» в возникновении болезней мозга была показана на животных, однако степень их влияния на человеческий организм оставалась малоизученной.

Группа ученых под руководством профессора Сета Гранта из Эдинбургского университета провели такое исследование. Они выделили ПСУ из синапсов мозга пациентов, которые проходили операции на мозге и проанализировали их молекулярный состав с помощью методов протеомики – науке о составе и строении белков. Их работу публикует Nature Neuroscience.

В результате удалось найти 1461 белок, каждый из них кодировался соответствующим геном. Это, в свою очередь, позволило впервые провести систематическую идентификацию заболеваний, которым подвержены синапсы. Кроме того, знание точного состава синапсов важно для изучения эволюции мозга и поведения.

«Оказалось, что

более 130 заболеваний мозга протекают с поражением ПСУ

– такой большой цифры не мог предположить никто. Среди них болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также другие нейродегенеративные расстройства: эпилепсия, аутизм, психические детские расстройства», – пояснил профессор Грант.

Каждый седьмой белок из более тысячи обнаруженных вовлечен в развитие того или иного заболевания. Таким образом, исследование протеомики ПСУ – стратегически важный «пропускной пункт» к исследованию заболеваний мозга, отмечают биологи.

Будущие применения новых знаний о строении синапсов очень широки.

«Многие заболевания включают действие одного и того же набора белков, поэтому, действуя на них, мы можем разработать новые лекарства, эффективные сразу против нескольких болезней», – отметил профессор Грант.

По результатам работы была составлена «дорожная карта» молекулярной организации человеческих синапсов, которая показывает, как связаны белки в них с возникновением тяжелых заболеваний.

Чтобы ускорить процесс внедрения такой важной разработки в практику, ученые открыто опубликовали это дорожную карту на специальном сайте G2Cdb. Они надеются, что знания о протеоме ПСУ помогут их коллегам лучше разобраться в вопросах функционирования мозга, которыми они занимаются.

Биологи также проследили эволюцию белков ПСУ в течение миллионов лет развития млекопитающих.

Они предполагали, что эти белки будут мутировать, эволюционировать и развиваться с той же скоростью, что обычные белки в человеческом организме. Однако белки ПСУ оказались «сонями»: они изменились куда слабее, чем их «товарищи».

«Консервация структуры этих белков (фактически они управляют нашим поведением) и болезни, связанные с ними, не изменились за миллионы лет. Например, белки ПСУ грызунов очень близки к человеческим. Это лишнее подтверждение того, что крысы и мыши – качественная и верная модель для изучения человеческих заболеваний и методов терапии», – подытожил Грант.

Через две недели опять затмение

Во вторник на Земле произошло последнее в 2010 году затмение. Жители восточной части России и ее северных регионов, Северной Америки, Африки и акватории Тихого океана утром во вторник по московскому времени имели возможность увидеть, как диск полной Луны постепенно становится темным, а затем так же постепенно приобретает былую яркость. Именно так выглядят полные лунные затмения.

Во многих СМИ написано, что нынешнее явление совпадает с зимним солнцестоянием, поэтому 21 декабря будет не только самым коротким, а и самым темным днем в году. Почему-то в этом выводе никто не учел, что лунные затмения происходят ночью и никак не влияют на продолжительность светового дня. Кроме того, момент зимнего солнцестояния в 2010 году по московскому времени приходится на два часа десять минут 22 декабря, то есть более чем половину суток спустя после затмения.

То, что нынешнее затмение практически совпадает с моментом солнцестояния, действительно редкость. На сайте NASA приводятся слова Джеффа Честера из Военно-морской обсерватории США, который изучил список затмений за последние пару тысяч лет. Он обнаружил, что в последний раз затмение совпало с зимним солнцестоянием в 1638 году, в следующий раз подобное событие произойдет 21 декабря 2094 года.

Стоит отметить, что в таких совпадениях нет ничего таинственного и уникального. К тому же не так давно российские астрономы имели возможность наблюдать затмение аккурат за несколько часов до Нового года. Это было 31 декабря 2009 года, когда жители России могли наблюдать частное лунное затмение.

Ну а в 2011 году произойдет шесть затмений: четыре частных солнечных и два полных лунных. Оба затмения Луны будут видны в европейской части России. Ровно же через две недели, 4 января, произойдет частное солнечное затмение, которое будет видно утром во всей Европе, Северной Африке и Западной Азии. В Москве максимальная фаза затмения составит 81 процент. Это означает, что при ясной погоде любой человек, вооружившись затемненным стеклом, сможет заметить, что в этот момент Солнце представляет собой не полный диск, а узкий серп.