Priony u ssaków i drożdży

Transkrypt

1 Priony u ssaków i drożdży Takao Ishikawa 1 Wprowadzenie W ostatnich latach, zarówno w świecie nauki, jak i w mediach, coraz częściej mówi się o prionach, które są przyczyną np. choroby Kreutzfeldta-Jakoba. Rzadko jednak mówi się o innych właściwościach prionów, a mało kto wie, że priony występują również w grzybach, np. w drożdżach piekarniczych Saccharomyces cerevisiae, które są szeroko wykorzystywane w przemyśle spożywczym i w naszych domach. Część I Priony u ssaków Choroba, która wielu osobom kojarzy się z prionami, to choroba Kreutzfeldta-Jakoba. Poraz pierwszy została opisana w latach 30. ubiegłego stulecia. Jest to tzw. choroba neurodegeneracyjna, która objawia się zanikiem pamięci, trzęsieniem się kończyn i utratą mimiki. W konsekwencji prowadzi do śmierci pacjenta w ciągu 24 miesięcy od pojawienia się pierwszych objawów (Prusiner, 1982). Istotną cechą tej choroby jest to, że u chorych na nią nie pojawia się reakcja immunologiczna, bowiem ich układ odpornościowy nie rozpoznaje czynnika chorobowego odpowiedzialnego za chorobę. Jest to spowodowane tym, że przyczyną choroby jest białko, naturalnie występujące w organizmie ludzkim (Prusiner 1998). 1 mgr, Zakład Biologii Molekularnej Instytutu Biochemii, Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, ul. Miecznikowa 1, PL , Warszawa; tel ; takao@biol.uw.edu.pl

2 Choroba Kreutzfeldta-Jakoba nie jest jedyną chorobą prionową u ludzi, równie groźna jest np. śmiertelna rodzinna bezsenność. Podobne choroby występują również u innych organizmów, m.in. u kota, krowy i owcy (Ryc. 1). Ryc. 1 Zestawienie chorób występujących w różnych gatunkach, których przyczyną są priony. Zaadaptowano z Prusiner i in., Skoro podobne choroby powodowane przez priony występują w wielu organizmach, naturalne jest pytanie, czy choroba ta przenosi się między gatunkami. Takie zjawiska znane są choćby w przypadku grypy, która może przenosić się między świnią, drobiem i człowiekiem. W przypadku chorób prionowych również mogą zachodzić podobne procesy. Jednym z przykładów może być transmisja choroby szalonych krów do człowieka, w organizmie którego wywołuje chorobę Kreutzfeldta-Jakoba (Dealler i Lacey, 1991). Przeniesienie choroby z organizmu na organizm można również wywołać sztucznie, choć znane są przykłady barier gatunkowych uniemożliwiających przeniesienie choroby z jednego gatunku na drugi (Moore i in., 2005). Co się kryje za strasznymi chorobami prionowymi? Odpowiedzialne za nie są białka PrP, tzw. priony. Bardzo ciekawą cechą prionów jest to, że zmieniają one strukturę przestrzenną bez zmiany sekwencji aminokwasowej. Zrewolucjonizowało to ogólnie przyjętą zasadę, że struktura przestrzenna białka jest determinowana przez sekwencje aminokwasowe poszczególnych białek. W białkach prionowych cząsteczka może przyjmować dwie

3 alternatywne struktury przestrzenne - PrP C i PrP Sc - bez żadnych zmian w sekwencji aminokwasowej, a nawet bez najmniejszych modyfikacji posttranslacyjnych, które mogą, w przypadku innych białek, mieć duży wpływ na ich struktury przestrzenne. Problem tkwi w tym, że struktura PrP Sc jest przyczyną chorób prionowych. Charakteryzuje się on obecnością rozbudowanej, w porównaniu do struktury PrP C, β-kartką i cechuje się mniejszą zawartością α-helisków (Ryc. 2). Różnice form PrP C i PrP Sc nie ograniczają się do widocznej na modelach różnicy struktur przestrzennych. Formy te charakteryzuje też różna rozpuszczalność w środowisku wodnym i podatność na trawienie enzymami proteolitycznymi. Powszechnie występująca w komórce forma PrP C dobrze rozpuszcza się w wodzie i jest podatna na działanie proteaz, jak wiele białek w komórce. Inaczej zachowuje się forma chorobotwórcza, PrP Sc, która wytrąca się w środowisku wodnym i jest też odporna na Ryc. 2 Forma fizjologiczna (z lewej) i patogenna (z prawej) białka PrP. Ich sekwencja aminokwasowa jest identyczna. A B PrP C PrP Sc Rozpuszczalne w środowisku wodnym Tak Nie Podatne na trawienie proteazami Tak Nie Dominująca struktura drugorzędowa α-heliks β-kartka Ryc. 3 Zdjęcia białek PrP z komórki; A normalnej, B patogennej ze złogami β-amyloidowymi, zaadaptowano z Prusiner i in., W tabeli porównano cechy form PrP C i PrP Sc. proteolizę (Prusiner i in., 1998). Ma to poważne konsekwencje w patogenezie

4 chorób prionowych (Ryc. 3). Mechanizm powstawania formy PrP Sc wymaga jeszcze wielu badań. Badacze jednak zdążyli już zaproponować model tłumaczący to zjawisko. Białko PrP przyjmuje dwie formy struktury przestrzennej, których zmiana jest procesem spontanicznym. Forma PrP C nie ma zdolności tworzenia polimerów w przeciwieństwie do formy PrP Sc, która przy udziale β-kartki może przyłączać kolejne cząsteczki tego białka. Proces ten jednak jest całkowicie odwracalny do momentu osiągnięcia przez polimeryzujące cząsteczki PrP Sc krytycznego rozmiaru. Osiągnięcie takiego rozmiaru oznacza, że polimer cząsteczek PrP Sc już nie może się zmniejszyć. Cząsteczki te nie mają już możliwości powrotu do konformacji PrP C. W Ryc. 4 Schemat polimeryzacji białka PrP Sc, zaadaptowano z Jackson i Clarke, ten sposób powstają tzw. złogi β-amyloidowe, które według wielu badaczy są przyczyną m.in. Choroby Kreutzfeldta-Jakoba. Złogi β-amyloidowe czasem mogą pękać i być przekazywane do potomnych komórek przy podziale komórkowym (Ryc. 4). Gen kodujący białko PrP tworzy jeden ekson. Wcześniej uważano, że różne formy przestrzenne tego białka są wynikiem alternatywnego składania eksonów zjawiska często spotykanego szczególnie u ssaków. Tym czasem okazało się, że sekwencje aminokwasowe obu form białka PrP są identyczne. Było to pierwsze białko, dla którego zaobserwowano takie zjawisko. Jest to jedna z ważniejszych cech prionów. Funkcja fizjologiczna białka PrP do tej pory nie została określona jednoznacznie. Uważa się, że może ona pełnić rolę dysmutazy ponadtlenkowej i mieć jakiś związek ze stresem oksydacyjnym komórki (Rachidi i in., 2003). Więcej wiadomo o modyfikacjach posttranslacyjnych, którym ulega to białko. Do białka PrP przyłączone zostają części cukrowe oraz lipidowe (Ryc.5). Dzięki obecności grupy lipidowej, białko to jest zakotwiczone w błonie komórkowej od strony cytoplazmy. Jak wcześniej

5 wspomniano, wiadomo również, że białko to, w pewnych stanach patologicznych, ma zdolność do tworzenia złogów β-amyloidowych, chociaż nie ma to żadnego związku z funkcją fizjologiczną tego białka - poza tym, że uniemożliwia jego normalne funkcjonowanie - niezależnie od pełnionej przez to białko funkcji w komórce. Ze względu na to, że białko to stale obecne jest w błonie komórkowej, a także z powodu przyłączonych części cukrowych, początkowo uważano, że białko PrP jest receptorem dla hipotetycznych wirusów scrapie powodujących chorobę scrapie u owiec. Warto podkreślić, że takiego wirusa nigdy nie odnalezniono - bowiem dziś wiadomo, że choroba ta nie jest powodowana i przenoszona przez jakiekolwiek wirusy. Jednak tuż po odkryciu związku białka PrP z chorobą hipoteza Ryc. 5 Model budowy przestrzennej białka PrP, zaadaptowano z Jackson i Clarke, taka powstała, a wyniki wykonanych doświadczeń także wydawały się potwierdzać tę hipotezę. Okazało się, że osobniki pozbawione obu alleli białka PrP były całkowicie odporne na chorobę scrapie, a poziom ekspresji genu PrP był ściśle skorelowany z czasem rozwijania się choroby. Obie obserwacje, jak wcześniej wspomniano, były zgodne z wysuniętą hipotezą, chociaż nigdy nie odkryto wirusa scrapie. Pewien przełom w badaniach prionów nastąpił, gdy zaczęto konstruować różne mutanty, posiadające mutacje w genie PrP. Okazało się, że niektóre mutacje uniemożliwiają białku przyjęcie normalnej konformacji PrP C - takie białka były cały czas w konformacji PrP Sc. Co więcej, w zmutowanych w taki sposób organizmach choroba rozwijała się dużo szybciej niż w normalnym organizmie, w którym białko to występuje w postaci PrP C. Dzięki tym badaniom, nie tylko hipoteza wirusa scrapie została obalona, ale także udowodniono, że białko PrP jest bezpośrednią przyczyną choroby (Prusiner i in., 1998).

6 Skoro białko PrP jest białkiem błonowym, w jaki sposób dochodzi do akumulacji złogów β-amyloidowych w cytoplazmie? Musi być jakiś mechanizm, który powoduje, że białka mogące formować owe złogi, będące w konformacji PrP Sc trafiają do cytoplazmy, zamiast do błony komórkowej, gdzie jest ich fizjologiczna lokalizacja. Różne badania sugerują, że jest to rodzaj wypadku przy pracy. Większość białek błonowych syntetyzowana jest za pomocą rybosomów współpracujących z retikulum endoplazmatycznym. Białka zakotwiczają się w błonie tego organellum i są Ryc. 6 Schemat ilustrujący potencjalne mechanizmy doprowadzające do obecności białka PrP w cytoplazmie. Można w nim wyróżnić; 1) usunięcie źle ufałdowanego białka PrP z błony retikulum endoplazmatycznego, 2) przerwanie translokacji w błonie retikulum endoplazmatycznego, 3) wytworzenie transmembranowej formy białka PrP. Wszystkie opisane formy tego białka szybko są transportowane do proteasomu. Jeśli na tym etapie pojawią się problemy wydłużające ich obecność w cytoplazmie, białka PrP mogą agregować ze sobą lub innymi białkami, a w komórkach nerwowych nawet powodować ich śmierć. Uważa się, że wszelkie mutacje utrudniające powstanie normalnie ufałdowanego białka PrP skutkują pojawieniem się białka PrP w cytoplazmie. Zaadaptowano z Hegde i Rane, dalej transportowane do odpowiednich miejsc. Jednak, gdy w trakcie syntezy pojawi się wadliwe białko, jest ono kierowane do proteasomu znajdującego się w cytoplazmie, gdzie ulega degradacji. Uważa się, że w trakcie transportu z retikulum endoplazmatycznego do proteasomu, białka mające konformację

7 PrP Sc mogą ze sobą agregować i odkładać się na terenie cytoplazmy w postaci złogów β-amyloidowych (Ryc. 6). Część II Priony w drożdżach W ostatnich latach badania prionów występujących w drożdżach piekarniczych Saccharomyces cerevisiae także przyniosły wiele nowych informacji. Przy rozważaniach tego problemu koniecznie trzeba podkreślić, że priony drożdżowe nie mają żadnego związku z prionami występującymi u ssaków i nie powodują żadnych chorób. Nazwa ta nawiązuje jedynie do ich wspólnej cechy, jaką jest możliwość przyjmowania dwóch różnych konformacji bez zmiany sekwencji aminokwasowej oraz odkładanie się, w pewnych warunkach, w postaci złogów β-amyloidowych. Oczywiście priony drożdżowe nie pozostają obojętne dla komórki, istotnie, powodują rozmaite zmiany fenotypu, ale tylko u drożdży. Jednym z najlepiej poznanych prionów drożdżowych jest czynnik [PSI+] (Cox i in., 1988). Ryc. 7 Schemat związku białka Sup35 z czynnikiem [PSI+]. Zaadaptowano z Uptain i Lindquist, 2002 Drożdże zainfekowane tym prionem dużo częściej pomijają kodony stop występujące na końcu obszaru kodującego genu, często więc w tych komórkach występują dłuższe cząsteczki mrna, a przez to również dłuższe białka, mające dodatkowe aminokwasy na C-końcu łańcucha polipeptydowego. Intensywne badania wykazały, że istotą czynnika [PSI+] jest białko Sup35 (Wickner, 1994). Białko to jest składnikiem złożonego

8 kompleksu uwalniającego rybosom w odpowiednim momencie (Stansfield i in., 1995). Gdy białko Sup35 nie jest w stanie działać poprawnie, kompleks ten nie może w odpowiednim momencie odłączyć rybosomu od mrna, co skutkuje powstawaniem dłuższego łańcucha polipeptydowego. Drożdże wykazujące taką cechę oznacza się symbolem [PSI+], natomiast komórki nie wykazujące żadnych zmian są oznaczane symbolem [psi-] (Ryc. 7). Badanie czynnika [PSI+] znacznie ułatwiła dobrze poznana mutacja w genie ADE2, który koduje jeden z enzymów niezbędnych do biosyntezy adeniny. Mutacja ta wprowadza przedwcześnie kodon stop w genie ADE2 i uniemożliwia Ryc. 8 Prorównanie drożdży [psi-] i [PSI+]. Mutacja w genie ADE2 w drożdżach [psi-] powoduje u nich akumulację czerwonego barwnika. Fenotyp [PSI+] powodujący pomijanie kodonów stop przywraca normalny wygląd kolonii drożdży. powstawanie enzymu o pełnej długości. Taki enzym nie jest w stanie uczestniczyć w biosyntezie adeniny i powoduje nagromadzenie się półproduktu, który - szczęsliwie dla badaczy - ma barwę czerwoną (Silhankova, 1972). Naukowcy przeprowadzili doświadczenie polegające na wprowadzeniu czynnika [PSI+] do komórek, które miały wcześniej opisaną mutację w genie ADE2. Zgodnie z przewidywaniami okazało się, że takie drożdże, w przeciwieństwie do komórek [psi-], miały normalny kolor (Cox i in., 1980). Tłumaczy się to tym, że czynnik [PSI+] spowodował pominięcie przedwczesnego kodonu stop (mutacji w genie ADE2) i doprowadził do powstania funkcjonalnych cząsteczek enzymu potrzebnego do biosyntezy adeniny - nie akumulował się więc czerwony barwnik (Ryc. 8). Białko Sup35 składa się zasadniczo z trzech domen N, M i C (Ryc. 9). Domena C jest właściwą częścią białka, która ma Ryc. 9 Schematyczna organizacja domen białka Sup35.

9 aktywność uwalniania rybosomów i wykazano, że białko pozbawione domen N i M jest w stanie pełnić swoją funkcję w komórce bez żadnych problemów. Domena N jest natomiast częścią, która nie pełni żadnej roli w kontekście właściwej funkcji białka Sup35, jednak to właśnie ta część jest odpowiedzialna za to, że białko Sup35 wykazuje charakter białka prionowego (Derkatch i in., 1999). Rejon ten zawiera bardzo dużo aminokwasów z polarnymi grupami bocznymi (Derkatch i in., 2004), co wydaje się cechą charakterystyczną drożdżowych białek prionowych. Wniosek ten wynika z porównań kilku białek prionowych występujących w różnych gatunkach grzybów, m.in. w drożdżach piekarniczych. Aby potwierdzić rolę domeny N w powstawaniu formy prionowej białka Sup35, badacze przeprowadzili doświadczenie, którego celem było przeprowadzenie wytypowanego białka w stan prionu, czyli zmiana jego struktury przestrzennej bez zmiany sekwencji aminokwasowej (Li i Lindquist, 2000). Do tego doświaczenia wybrano wariant receptora glukokortykoidów występującego u szczurów, będącego jednocześnie czynnikiem transkrypcyjnym aktywnym konstytutywnie, oznaczony symbolem GR 526. Białko to aktywuje transkrypcję genów, które są pod kontrolą sekwencji nukleotydowej GRE. Warto podkreślić, że celowo wybrano białko nie występujące w drożdżach, by zwiększyć wiarygodność wyników. Badacze skonstruowali sztuczny gen będący Ryc. 10 Schemat sztucznego białka (domena N i M z białka Sup35 oraz GR 526 ), alternatywne ścieżki tego białka (utrata funkcji lub wiązanie się z GRE i powstanie β-galaktozydazy z genu lacz) oraz zdjęcie szalek ze spontanicznie pojawiającymi się koloniami drożdży o innym zabarwieniu. Dokładne objaśnienia w tekscie. fuzją fragmentu genu SUP35 kodującego domenę N i M oraz genu kodującego GR 526. Produktem takiego

10 sztucznego genu jest białko, które ma domeny N i M z białka Sup35 oraz GR 526 (zamiast domeny C białka Sup35). Jeśli rzeczywiście domena N jest odpowiedzialna za zmianę konformacji białka, można było spodziewać się, że GR 526 na skutek zmiany kształtu straci funkcję czynnika transkrypcyjnego. W celu wykrycia tego zjawiska, badacze stworzyli jeszcze jedną konstrukcję, która polegała na podłączeniu sekwencji nukleotydowej GRE z genem lacz kodującym β-galaktozydazę. Drożdże do których wprowadzony został ten układ doświadczalny wysiano na pożywkę zawierającą bezbarwny substrat dla β-galaktozydazy, który jednak pod wpływem działania tego enzymu staje się niebieski. Obecność białych kolonii potwierdzałaby rolę domeny N, jako tej odpowiedzialnej za powstawanie form prionowych drożdżowych białek, m.in. białka Sup35 (Ryc. 10). Rzeczywiście na tle niebieskich kolonii zaobserwowano białe kolonie. Interesująca jednak była dalsza część doświadczenia. Po przeszczepieniu białych kolonii na nową pożywkę zaobserwowano spontanicznie pojawiające się niebieskie kolonie drożdży. Tłumaczy się to tym, że priony mogą spontanicznie zmieniać swój stan konformacji. Wydaje się, że bałka z tej grupy, mogą więc przechodzic pomiędzy stanem normalnym a pionowym bez bodźców zewnętrznych. Ostatnie badania wskazują, że częstość spontanicznej zmiany konformacji białek takich jak białko Sup35 wynosi od 10-5 do Oczywiście są czynniki zwiększające tę częstość, tj. podwyższenie temperatury, dodanie lizatu komórek [PSI+], dodanie domeny N oraz liczne mutacje (Uptain i Lindquist, 2002). Gdy weźmie się pod uwagę skutki obecności czynnika [PSI+], raczej nie wydaje się, by było to korzystne dla komórki. Jednak dla drożdży z wieloma mutacjami typu nonsense posiadanie prionu [PSI+] może okazać się ostatnią i jedyną deską ratunku. Dla tych drożdży pomijanie większości kodonów stop (nawet tych występujących w odpowiednim miejscu) jest bardziej korzystne niż zatrzymywanie syntezy białek przedwcześnie (True i Lindquist, 2000). Jest to hipoteza, która częściowo może tłumaczyć obecność prionu [PSI+] w drożdżach, choć raczej trudno jest sobie wyobrazić podobne wytłumaczenie dla obecności prionów u ssaków.

11 Prion [PSI+] ma także znaczenie w różnorodności fenotypu. Różnice między szczepami [psi-] i [PSI+] stają się szczególnie wyraźne w trudnych warunkach środowiska, a różnorodność fenotypu spowodowana posiadaniem czynnika [PSI+] można uznać za etap poprzedzający zwiększenie różnorodności genotypu. Konkretnym przykładem są badania wzrostu drożdży wykonane na pożywkach z dodatkiem bleomycyny, anisomycyny lub benomylu - są to związki wykorzystywane m.in. w terapii nowotworów (True i Lindquist, 2000; True i in., 2004). Okazało się, że na pożywce z dodatkiem bleomycyny i anisomycyny zwykłe drożdże nie są w Ryc. 11 Znaczenie czynnika [PSI+] w ewolucji drożdży. Koła symbolizują komórki drożdży, pola zaś środowiska. Dla drożdży oznaczonch kolorem granatowym optymalne jest środowisko oznaczone kolorem niebieskim. Drożdże oznaczone kolorem czerwonym charakteryzują się najlepszym dostosowaniem do środowiska oznaczonego kolorem pomarańczowym. Dokładne objaśnienia w tekscie. stanie rosnąć, podczas gdy komórki z czynnikiem [PSI+] radziły sobie bardzo dobrze. Natomiast w przypadku dodania benomylu do pożywki sytuacja była już inna. W tym przypadku komórki [psi-] dawały sobie dużo lepiej radę niż komórki z czynnikem [PSI+]. Ilustruje to bardzo dobrze naturę tego prionu. Są pewne sytuacje, gdy jego obecność umożliwia przeżycie komórki, jednak trudno jest przewidzieć jakie to są warunki, zwłaszcza, że są warunki, w których posiadanie czynnika [PSI+] wręcz uniemożliwia przeżycie. W ostatnich latach postulowana jest również hipoteza zakładająca związek między czynnikiem [PSI+] i ewolucją genomu drożdży (True i in., 2004). Jak wcześniej wspomniano, z pewną częstością w sposób spontaniczny budowa przestrzenna białka Sup35 może się zmieniać. Normalnie funkcjonujące białko może przyjąć konformację charakterystyczną dla formy

12 prionu. W zwykłych warunkach środowiska, zmiana ta nie przynosi komórce żadnych korzyści. Jednak nagła zmiana warunków środowiska może spowodować, że jedyną możliwością przeżycia staje się posiadanie czynnika [PSI+]. W takich warunkach faworyzowane są komórki [PSI+] i zaczynają one dominować w populacji. Wraz ze wzrostem liczby komórek, spontanicznie zaczynają się pojawiać komórki [psi-]. Nie są one faworyzowane w tych warunkach środowiska, jednak jeśli nastąpi nagły powrót warunków środowiska do pierwotnych, komórki pozbawione czynnika [PSI+] stają się znów lepiej przystosowanymi do otaczających warunków. Oczywiście w takiej sytuacji komórki [PSI+] przechodzą do mniejszości (Ryc. 11). Wyżej opisany mechanizm umożliwia komórkom drożdży szybkie dostosowanie się do panujących warunków środowiska. W przeciwieństwie do zmian genetycznych, przejście ze stanu [psi-] do stanu [PSI+] nie zajmuje dużo czasu, ponadto pozwala w razie potrzeby powrócić do poprzedniego stanu. Można z pewnością stwierdzić, że ten mechanizm dostosowania fenotypu do warunków środowiska pozwala komórkom drożdży zminimalizować nie tylko ryzyko, ale także koszty związane z ewolucją. Ostatnie lata pozwoliły przeprowadzić syntezę badań prowadzonych nad prionami u ssaków i u drożdży. Od dłuższego czasu odkrywane są różne związki chemiczne, które wydają się hamować rozwój chorób prionowych u ssaków, a przede wszystkim u ludzi. Jednak badania na dużą skalę są trudne z powodów bezpieczeństwa. Po lepszym poznaniu właściwości prionów drożdżowych, badacze zaczynają wykorzystywać drożdże do wstępnej oceny właściwości leczniczych różnych związków chemicznych, dopuszczając jedynie te najbardziej obiecujące do badań klinicznych (Saupe, 2003). Jedną ze strategii leczenia chorób prionowych jest przywrócenie pierwotnej budowy przestrzennej białka PrP. Ponieważ geneza prionów drożdżowych jest zbliżona do ssaczych, ocenia się zdolność poszczególnych związków chemicznych pod kątem przywracania pierwotnej struktury białka Sup35, czyli zmiany komórek [PSI+] w komórki [psi-] (Ryc. 12). Poza względami etycznymi ważnym aspektem wykorzystywania drożdży do badań są kwestie finansowe. Pierwszymi związkami przebadanymi w ten sposób i

13 Ryc. 12 Drożdże wykorzystywane w badaniach nad lekami przeciwprionowymi. Powierzchnię pożywki w szalce petriego pokrywa się w całości drożdżami z mutacją w genie ADE2 (p. ryc. 8) wykazującymi fenotyp [PSI+]. Następnie kładzie się krążki bibułowe nasycone badanymi związkami chemicznymi (potencjalnymi lekami). Krążki, wokół których pojawia się czerwone zabarwienie są nasycone związkami powodującymi zmianę konformacji białka Sup35 (utrata zdolności pomijania kodonu stop w genie ADE2, przywrócenie normalnej budowy białka Sup35). Związki te następnie badane są pod względem zdolności przywracania poprawnej konformacji białka PrP u ssaków. Zaadaptowano z Saupe, 2003 dopuszczonymi do dalszych etapów badań są chloropromazyna i chinakryna (Saupe, 2003), choć najnowsze doniesienia wskazują niestety na brak aktywności terapeutycznej obu związków chemicznych (Benito-Leon, 2004; Caramelli i in., 2006). Są również próby wykorzystanie specyficznych przeciwciał wiążących jedynie PrP Sc (opłaszczając chorobotwórczą formę białka i uniemożliwiając jej polimeryzację i odkładanie się w formie złogów β-amyloidowych) lub PrP C (chroniąc fizjologiczną formę białka, by nie mogła się przekształcać w formę chorobotwórczą), żadna metoda leczenia jednak nie została do tej pory uznana za odpowiednio skuteczną, by dopuścić do leczenia pacjentów na szeroką skalę (Saupe, 2003). Podsumowanie Zmiana fenotypu związana z prionami coraz częściej uznawana jest za formę informacji genetycznej, choć nie pośredniczą w jej przekazywaniu kwasy nukleinowe z tego punktu widzenia niektórzy badacze zaliczają ją do zjawiska epigenetycznego (True i in., 2004), podobnie jak kod histonowy (modyfikacje posttranslacyjne histonów powodujących rozmaite zmiany nie

14 tylko w stanie chromatyny, a także komórki; Jenuwein i Allis, 2001). Problemy związane z prionami są intensywnie badane zarówno z powodu chorób, na które cierpi wielu ludzi, a także zwierząt mających ogromne znaczenie gospodarcze, jak również z powodu czysto naukowego. Badania te mogą przecież przyczynić się do poznania mechanizmów jednego z najbardziej tajemniczych zjawisk współczesnej biologii. Badania te z całą pewnością pozwolą także wzbogacić wiedzę na temat związku sekwencji aminokwasowej i budowy przestrzennej białek intensywnie badanego problemu, który łączy wiele dyscyplin naukowych. Literatura Benito-Leon J (2004) Clin Neuropharmacol. 27(4): Caramelli M, Ru G, Acutis P, Forloni G (2006) CNS Drugs 20(1): Cox BS, Tuite MF, McLaughin CS (1988) Yeast 4: Cox BS, Tuite MF, Mundy CJ (1980) Genetics 95(3): Dealler S, Lacey R (1991) Nutr Health 7(3): Derkatch IL, Bradley ME, Zhou P, Liebman SW (1999) Curr Genet. 35(2): Derkatch IL, Uptain SM, Outeiro TF, Krishnan R, Lindquist SL, Liebman SW (2004) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101(35): Hegde RS, Rane NS (2003) Trends Neurosci. 26(7): Jackson GS, Clarke AR (2000) Curr Opin Struct Biol. 10(1): Jenuwein T, Allis CD (2001) Science 293(5532): Li L, Lindquist SL (2000) Science 287(5453): Moore RA, Vorberg I, Priola SA (2005) Arch Virol Suppl. 19: Prusiner SB (1982) Science 216: Prusiner SB (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: Prusiner SB, Scott MR, DeArmond SJ, Cohen FE (1998) Cell 93: Rachidi W, Vilette D, Guiraud P, Arlotto M, Riondel J, Laude H, Lehmann S, Favier A (2003) J Biol Chem. 278: Saupe SJ (2003) Trends in Biotech. 21(12): Silhankova L (1972) Folia Microbiol (Praha) 17(6):

15 Stansfield I, Jones KM, Kushnirov VV, Dagkesamanskaya AR, Poznyakovski AI, Paushkin SV, Nierras CR, Cox BS, Ter-Avanesyan MD, Tuite MF (1995) EMBO J. 14(17): True HL, Berlin I, Lindquist SL (2004) Nature 431(7005): True HL, Lindquist SL (2000) Nature 407(6803): Uptain SM, Lindquist SL (2002) Annu Rev Microbiol. 56: Wickner RB (1994) Science 264: