Исследователи пролили новый свет на распространенную проблему слабости суставов

Заболевания костей и суставов становятся все более распространенными среди современных пожилых людей. Например, примерно 12 миллионов человек в Японии страдают остеопорозом — заболеванием, которое вызывает значительную слабость и ломкость костей. Понимание основных процессов, поддерживающих костную и суставную ткань, является важным первым шагом на пути к разработке эффективных методов лечения этих заболеваний.

Остеокласты — это тип клеток, который играет решающую роль в поддержании костной ткани. Эти клетки поглощают и разрушают старые или сломанные кости, позволяя организму повторно использовать ключевые элементы, такие как кальций, и освобождая место для новых костей.

Как можно предположить, многие заболевания костей развиваются, когда остеокласты не выполняют адекватно свои функции. Ученые изучают процессы, которые контролируют пролиферацию и дифференцировку клеток-предшественников в остеокласты.

Интересно, что в исследовании, опубликованном в 2020 году, исследователи из Токийского университета науки (TUS) под руководством профессора Тадаёши Хаята показали, что белок 4, связывающий элемент полиаденилирования цитоплазмы (Cpeb4), необходим для дифференцировки остеокластов.

Они также обнаружили, что этот белок, который регулирует стабильность и трансляцию молекул информационной РНК (мРНК), транспортируется в определенные структуры внутри ядра клетки, когда индуцируется дифференцировка остеокластов.

Однако то, как происходит это перемещение и что именно делает Cpeb4 внутри этих ядерных структур, остается загадкой. Теперь в недавнем исследовании, опубликованном в Журнале клеточной физиологии, профессор Хаята и Ясухиро Арасаки из TUS восполнили эти пробелы в знаниях.
Мотивированные сложным и комплексным процессом дифференцировки остеокластов, они стремились более тщательно понять, как участвует «жизненный цикл» мРНК, т.е. метаболизм мРНК.

Сначала исследователи внесли стратегические модификации в белки Cpeb4 и провели серию экспериментов на клеточных культурах. Они обнаружили, что локализация Cpbe4 в указанных выше ядерных тельцах происходит благодаря его способности связываться с молекулами РНК. Впоследствии, стремясь понять роль Cpeb4 в ядре, исследователи продемонстрировали, что Cpeb4 локализуется совместно с определенными факторами сплайсинга мРНК.

Эти белки участвуют в процессе сплайсинга мРНК, который является ключевым этапом метаболизма мРНК. Проще говоря, это позволяет клетке производить разнообразные зрелые молекулы мРНК (и, в конечном итоге, белки) из одного гена.

С помощью секвенирования РНК и анализа генов в клетках, обедненных Cpeb4, они обнаружили, что Cpeb4 изменяет экспрессию множества генов, связанных с событиями сплайсинга в свежедифференцированных остеокластах.

Наконец, в ходе дальнейших экспериментов исследователи обнаружили, что Cpeb4 изменяет только паттерны сплайсинга мРНК Id2, важного белка, который, как известно, регулирует дифференцировку и развитие остеокластов.

(За исключением заголовка, эта история не редактировалась сотрудниками ДНК и опубликована на сайте ANI)