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基因在癫痫发作中发挥了意想不到的作用

在细胞内,称为转移RNA或“ tRNA”的分子在保持遗传翻译过程从DNA编码到功能蛋白的移动中起着重要但毫不光彩的作用。

因为它们在这种翻译“内务处理”中起着至关重要的作用,所以tRNA数量很多。以防万一出问题,哺乳动物细胞中有数百种tRNA基因和足够多的备用拷贝。然而,由于存在太多的tRNA,在寻找疾病过程的根源时,它们却被大大忽略了。

加州大学圣地亚哥分校的科学家研究小鼠中的tRNA,现在发现仅在大脑中表达的称为n-Tr20的tRNA基因突变会破坏整个细胞的景观,导致连锁反应改变大脑功能和行为。

这项新研究于8月26日在《神经元》杂志上进行了描述。

该研究的第一作者Mridu Kapur是苏珊·阿克曼教授的实验室的博士后,她说,她和她的同事们发现n-Tr20在大脑兴奋性和抑制性神经传递的微妙平衡中起着作用。这种平衡的破坏与许多神经系统疾病有关,包括癫痫病和自闭症谱系障碍。

卡普尔说:“在寻找疾病的遗传原因时,通常忽略了tRNA,但是最近的全基因组测序项目表明,人群中tRNA序列存在许多变异。”“我们的研究表明,tRNA变异体具有巨大的潜力来促进疾病的结果和表型变异。”

研究人员发现,n-Tr20(一种五基因tRNA家族的成员之一)的缺失使小鼠对癫痫发作具有抵抗力。尽管他们注意到他们最初对这一领域的兴趣来自于tRNA突变可能随后影响其他基因突变的想法,但他们的结果不仅证实了他们的猜测,即tRNA突变可以影响其他基因突变,而且表明这些突变本身也可以改变大脑功能。

霍华德·休斯医学院的细胞与分子医学系神经生物学科成员阿克曼说:“你可以想象它就像跷跷板一样,如果以任何一种方式推动都可能会遇到问题。”“保持这两种对立的力量的平衡对于正常功能至关重要。以一种或另一种方式转移会导致神经系统疾病。在自闭症谱系障碍领域,我们真正看到的是兴奋性/抑制性神经传递的失衡,这一点已为人们所接受。 ”

阿克曼说,疾病研究中忽视了tRNA的部分原因是因为研究人员通常将精力集中在独特基因的突变上。像n-Tr20这样的大家族成员通常会被扔进基因垃圾桶,因为它们彼此之间太相似了。

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