05:00 
Исследователи из Университета штата Мэн опубликовали новые данные о том, как формируются мышцы, почему развиваются определенные мышечные заболевания и почему симптомы могут проявляться только через несколько лет после начала мышечной дегенерации.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, фокусируется на белке под названием Mylpf, который необходим для развития быстросокращающихся мышечных волокон, которые обеспечивают быстрые и мощные движения, такие как спринт и поднятие тяжестей. Когда Mylpf формируется неправильно, мышцы полностью теряют способность сокращаться.
Mylpf является своего рода стержнем, который заставляет работать все мышечные волокна».
Джаред Тэлбот, главный исследователь проекта и доцент кафедры биологии развития, Университет штата Мэн
Используя рыбок данио в качестве модельного организма, команда измерила, как уровни белка Mylpf соответствуют развитию мышц, обнаружив удивительно чувствительную взаимосвязь между уровнями белка и здоровьем мышц.
Когда функция Mylpf была исключена, Быстросокращающиеся мышцы не смогли построить структуры, необходимые для сокращения или создания силы. Важно отметить, что тяжесть этого дефекта тесно связана с количеством присутствующего белка: у животных с умеренно сниженным уровнем Mylpf мышцы были умеренно повреждены, а у животных, у которых его не было, вообще не было функциональных быстросокращающихся мышц. Протестировав множество комбинаций доз гена в одном исследовании, команда смогла смоделировать эффекты белка с необычной математической строгостью.
Исследователи также обнаружили, что человеческая версия гена Mylpf. может полностью восстановить нормальное развитие мышц у мутантных рыб, что позволяет предположить, что этот белок играет аналогичную фундаментальную роль у костистых позвоночных, включая человека.
«Это открытие говорит нам, что это не просто история рыбок данио. Большая часть того, что мы знаем о себе, — это идеи, полученные от других существ», — сказал Тэлбот. «Это исследование помогает нам изучить правила построения мышц. Если вы знаете эти правила, гораздо легче разработать лекарственные препараты, которые могли бы помочь людям с мышечными расстройствами».
Затем команда протестировала версию гена, связанную с дистальным артрогрипозом, врожденным заболеванием, характеризующимся контрактурами суставов и мышечной слабостью. В отличие от нормального человеческого гена, эта связанная с заболеванием версия не могла восстановить развитие мышц в модели рыбок данио. Люди с дистальным артрогрипозом обычно несут только одну дефектную копию гена; другая копия нормальна, но В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что даже частичного снижения функции Mylpf достаточно, чтобы затруднить формирование мышц и вызвать заболевание.
Один из наиболее важных результатов исследования касается того, как организм компенсирует потерю мышечной массы и что это может означать для понимания отсроченного начала заболевания. Когда быстросокращающиеся мышцы не смогли сформироваться должным образом, медленносокращающиеся мышцы - обычно второстепенные в движении рыбок данио - стали больше и стали более активными. здоровых родственников в некоторых тестах.
Исследователи полагают, что этот компенсаторный механизм может помочь объяснить, почему пациенты с такими заболеваниями, как мышечная дистрофия, могут выглядеть здоровыми в течение многих лет, даже если дегенерация мышц уже идет. Когда одна мышечная система компенсирует другую, ущерб может оставаться незамеченным до тех пор, пока резерв не будет исчерпан.
Исследование было частично поддержано первым грантом Центра передовых биомедицинских исследований Университета штата Мэн. Эта значительная награда от Национального института здравоохранения. (NIH) призвана создать институциональный потенциал для биомедицинских исследований. Программа COBRE занимает центральное место в более широком стремлении UMaine построить свое биомедицинское исследовательское предприятие, включая недавние инвестиции в расширенную лабораторию по рыбкам данио, где исследователи изучают фундаментальные вопросы биологии развития и мышечных заболеваний.
Еще одна награда NIH, R15, помогла получить практический опыт трем аспирантам и 11 студентам, каждый из которых стал автором статьи. для студентов, это был их первый опыт участия в рецензируемой науке.
"Многие из перечисленных людей в какой-то момент были владельцами проекта. Каждый из этих студентов внес уникальный вклад, и я горжусь всеми участниками", - сказал Тэлбот.
