Мутация в гене одного из белков ядерной мембраны вызывает прогерию, или синдром преждевременного старения. Впрочем, как считают учёные, мутации могут быть причиной не только острого генетического заболевания, но и обычного старения.

Прогерия, или синдром преждевременного старения, — тяжёлое, хотя и редкое, генетическое заболевание, не поддающееся лечению. Морщинистые юноши и дети-старички — безусловно, сильный (и популярный) художественный образ, однако молекулярные биологи пытаются разгадать загадку этого заболевания вовсе не из-за чрезмерной впечатлительности. С помощью этого генетического дефекта учёные надеются раскрыть общие механизмы старения, а заодно попробовать его сдерживать.

Считается, что ключ к преждевременному старению находится в клеточном ядре — точнее, в мембране ядра. Белково-липидная мембрана не просто формирует резервуар для хранения клеточной ДНК: хромосомы крепятся к ней, а она выполняет для них опорно-организационную функцию. Кроме того, ядерная мембрана контролирует проникновение в ядро факторов транскрипции — белков, отвечающих за активацию или подавление работы тех или иных генов. То есть нарушения в строении и функционировании ядра отзовутся по всему геному.

Рис. 1. Нормальный ребёнок и ребёнок того же возраста с прогерией (фото Ian Tomey).

Учитывая весь комплекс изменений в организме, который провоцирует синдром преждевременного старения, становится ясно, что в этом случае более подходящую причину, чем неполадки в ядерной мембране, предложить трудно.

Раньше главным и единственным кандидатом в причины прогерии был белок ламин, один из самых многочисленных белков ядерной мембраны. Мутации в его гене обнаруживались у многих больных прогерией. У многих, но не у всех. Группа испанских исследователей из Университета Овьедо проанализировала мутации в геноме больных с «нестандартным» синдромом преждевременного старения (следует уточнить, что учёные занимались так называемой детской прогерией, или синдромом Хатчинсона — Гилфорда). У этих людей не было проблем с сердечно-сосудистой системой, характерных для обычной прогерии, они жили относительно дольше, и у них отсутствовала мутация в гене ламина.

В результате обнаружилась ещё одна «старящая» мутация — в гене белка, который называется фактором, препятствующим автоинтеграции-1 (BAF-1). Название дано не просто так: BAF-1 способен мешать ретровирусам встраивать свой геном в ДНК хозяйской клетки. «Внутренняя» же его функция была неизвестна — до сегодняшнего дня. Мутация в гене BAF-1 приводила к развитию множественных дефектов в ядерной мембране из-за появляющейся нестабильности этого белка. BAF-1 взаимодействует с рядом других белков мембраны, поэтому дефекты в его структуре вызывают нарушения в распределении прочих мембранных белков. Если же дать больным клеткам нормальный BAF-1, то симптомы, сопровождающие мутацию, исчезают.

Как говорят сами исследователи, мутации в белке BAF-1 могут быть причиной не только таких тяжёлых и острых заболеваний, как синдром преждевременного старения. Мутация, приводящая к прогерии, резко нарушает функционирование белка, но в течение жизни у человека может накапливаться множество мутационных изменений в гене BAF-1, которые постепенно расшатывают его структуру, что приводит к тому же старению. Только отсроченному и растянутому во времени.

Результаты работы опубликованы в статье:

Xose S. Puente, Victor Quesada, Fernando G. Osorio, Rubén Cabanillas, Juan Cadiñanos, Julia M. Fraile, Gonzalo R. Ordóñez, Diana A. Puente, Ana Gutiérrez-Fernández, Miriam Fanjul-Fernández, Nicolas Lévy, José M.P. Freije and Carlos López-Otín Exome Sequencing and Functional Analysis Identifies BANF1 Mutation as the Cause of a Hereditary Progeroid Syndrome. –
American Journal of Human Genetics. – Volume 88, Issue 5, 650–656, 05 May 2011; doi:10.1016/j.ajhg.2011.04.010.