По време на отчаяни времена, като гладуване или загуба на мускули, които засягат пациенти с рак или СПИН, тялото се канибализира, атрофира и разгражда скелетните мускулни протеини, за да освободи аминокиселини. В ново проучване, публикувано онлайн на 8 юни и в печатното издание на Journal of Cell Biology от 15 юни 2009 г., Шенхав Коен, Алфред Голдбърг и колеги показват, че мускулната атрофия е по-подреден процес, отколкото се смяташе досега. Тези изследователи намират доказателства, че ензимът MuRF1 селективно разгражда дебелите филаменти в мускулите, като същевременно заобикаля тънките филаменти.

когато

Ние зависим от скелетните мускули, защото те могат да предизвикат движение, но те също служат на друга цел. „Скелетните мускули са протеинов резервоар, който може да бъде мобилизиран по време на нужда“, казва Голдбърг. Структурното ядро ​​на мускулна клетка е миофибрилата, съставена от миозин-съдържащи дебели нишки и съдържащи актин тънки нишки. По време на атрофия тази структура се разглобява, но как точно не е било известно. MuRF1, свързан с атрофия ген, е убиквитин лигаза, която "убиквитилира" или маркира протеин, като прикрепя молекула убиквитин, маркирайки я за разграждане от клетката. Не беше ясно кога и как повсеместното включване е участвало в разглобяването на скелетните мускули. Изследователите предизвикаха атрофия при мишки, съдържащи дефектен MuRF1 (липсващ неговият RING-пръстен домен, решаващ за повсеместното разпространение). Тези мутантни мишки разграждат по-малко мускули от мишки от див тип и по-малко повсеместно протичане в мутантите.

Коен и колеги установиха, че MuRF1 е насочен към дебелата нишка, разрушавайки различни компоненти в определен ред. Изследователите предполагат, че отстраняването на някои компоненти с дебела нишка първо позволява последващ MuRF1 достъп до тежката верига на миозина. MuRF1 обаче не упражнява същата сила върху тънката нишка, която започва да се разпада дори когато MuRF1 отсъства.

"Досега хората смятаха, че мускулите просто намаляват" по време на атрофия, казва Голдбърг. Вместо това тези констатации рисуват картина на добре регулиран процес на разграждане и разглобяване. Този механизъм "позволява на мускула да остане мускул и да функционира", казва Голдбърг. "Атрофията не просто унищожава мускулните клетки, като апоптозата." Резултатите показват, че MuRF1 не трябва да чака каспази или калпаини, за да "предварително усвои" компонентите на миофибрила. Работата също така носи практическия въпрос дали атрофията може да бъде спряна или обърната с лекарства. "За това се аргументира срещу MuRF1 инхибитори", казва Голдбърг, тъй като ензимът е отговорен за разграждането само на някои мускулни компоненти, докато други стават жертва на други убиквитинови лигази и автофагия. Инхибиторите, които работят нагоре по течението, за да блокират сигнали, които активират убиквитинови лигази и инициират автофагия, са по-добър залог.

Cohen, S., et al. 2009. J. Cell Biol. doi: 10.1083/jcb.200901052.