Во время развития мозга миллиарды нервных клеток должны отыскать свой путь, чтобы сформировать триллионы нейронных цепочек, позволяющих нам обрести когнитивное, сенсорное и эмоциональное здоровье.

Чтобы достичь нужной точности, мигрирующие нейроны используют специальные белковые рецепторы, которые реагируют на окружающую среду и позволяют нейронам не сбиваться с курса.

Одна из ключевых белковых сигнальных систем, контролирующих нейронные пути, состоит из рецептора клеточной поверхности «Robo» и его напарника по имени «Slit». Известно, что дефицит любого из этих белков приводит к дефектам в структуре и функции мозга.

Но как выяснили ученые из Университета имени Бар-Илана, страдает не только мозг. Недостаточность функций Слита и Робо приводит к развитию возрастной макулярной дегенерации, потере костной массы, заболеваниям почек, а также раку.

Долгое время рецепторы Слит и Робо считались перспективной мишенью для нацеливания лекарств, вот только нацелиться было не так просто. Особенно сложно было изучать механизм их работы в живой биологической системе.

Дело в том, что в ходе эволюции Робо и Слит были продублированы несколько раз, в результате сегодня мыши и люди имеют по четыре гена Робо и по три гена Слита, где каждая копия имеет свои особенности, а также избыточные функции. Все это затрудняет изучение.

К счастью, Слит и Робо есть практически у всех животных с нервной системой, начиная от нематоды длиной в один миллиметр. Выяснилось, что крошечная нематода C. elegans имеет только одну копию Robo и одну Slit — это в который раз сделало ее идеальной мишенью для исследований.

Эволюционное расстояние между людьми и C. elegans составляет около 500 миллионов лет, тем не менее, все проведенные эксперименты показали сходный молекулярный механизм действия Робо и Слита у нематод и человека.

Используя рентгеновскую кристаллографию, специалисты определили атомные структуры Робо и Слита, в частности, впервые выявили молекулярные участки, на которые следует нацеливать лекарства для переключения активности данных сигнальных белков. Ученые полагают, что тем самым открыт путь к разработке принципиально нового класса препаратов для лечения многих заболеваний.