Прионы: образование de novo

Одним из наиболее удивительных свойств дрожжевых прионов является обратимость их потери: они могут возникать de novo у штаммов, которые их утратили или никогда не имели. Клетка, лишившаяся прионного детерминанта, может снова приобрести его с некоторой вероятностью, если только не произошла мутация в гене, кодирующем прионный белок [ Тер-Аванесян ea 1998 ]. При этом образование de novo детерминанта [ Psi+ ] регулируется другим прионным детерминантом [ Pin ]. [Pin] определяет, будет ли образовываться [Psi+] de novo. Если клетки имеют детерминант [Pin-], то [Psi+] de novo не образуется. Однако, если белок Sup35 укорочен с С-конца, то [Pin] на [Psi+] никак не влияет [ Derkatch ea 1997 ]. Укороченный с С-конца белок Sup35 сильно увеличивал частоту конверсии de novo [ Kochneva-Pervukhova ea 1998 ]. То же самое происходило и с Ure2 [ Masison ea 1995 ].

Было показано, что чем меньше фрагмент, несущий прионообразующий домен, тем выше частота конверсии [ Kochneva-Pervukhova ea 1998 ]. Также было показано, что при увеличении в клетке концентрации белка Sup35 в нормальной конформации повышается вероятность конверсии de novo [ Chernoff ea 1993 ]. Такие же свойства проявляет и белок Ure2. При нормальной экспрессии и длине белка образование прионной конформации de novo происходит крайне редко. Однако при сверхэкспрессии эта частота резко увеличивается. Можно предложить следующие объяснения:

1. Более частая конверсия обусловлена просто увеличением концентрации белка.

2. На правильную укладку всего сверхпродуцированного белка может не хватать шаперонов, в результате чего образуется неправильно уложенная форма белка, что повышает вероятность появления прионной конформации.

3. Если шаперон не успевает укладывать весь белок правильно, протеазы могут частично разрезать его, оставляя укороченные домены, которые с большей вероятностью образуют прионную конформацию de novo.

Два последних предположения сводятся к тому, что прион как бы титрует шаперон [лекции Тер-Аванесян]. Возможно, все три эти объяснения правильны и взаимосвязаны. В дополнение можно сказать, что связь шаперонов с конверсией de novo косвенно подтверждается тем, что при делеции шаперона Ssb1 частота формирования спонтанного образования [Psi+] возрастает [ Chernoff ea 1999 ].

Бдн: токсическая теория: вирусная концепция возникновения

Многие исследователи поддерживают вирусную концепцию БДН, при этом в качестве наиболее вероятных возбудителей рассматриваются полиовирусы . Это связано с их тропностью к нижнему мотонейрону, возможностью персистенции и повышенным риском заболевания БДН у лиц, перенесших полиомиелит ( Armon ea 1990 , Davis ea 1977 ).

Выявлена активация клеточного иммунитета у больных БДН в ответ на полиовирусные антигены ( Salazar ea 1992 ). Однако, все попытки выделения вируса из мозга больных БДН с полиомиелитом в анамнезе, не увенчались успехом. Противоречивыми остаются и результаты исследований РНК и ДНК методами гибридизации и полимерных цепных реакций ( Miller ea 1980 , Viola ea 1979 ). Также рассматривается возможная роль ретровирусов ( Charriaut-Marlangue ea 1996 ) и прионовых вирусов ( Prusiner ea 1994 ) в этиологии БДН, но конкретные механизмы этих нарушений пока не выяснены.

Вирусная гипотеза этиологии БДН тесно связана с аутоимунной теорией повреждения мотонейронов при этом заболевании.