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研究人员与神经元疾病有关的新基因

斯克里普斯研究分子生物学家克劳迪奥·乔泽罗(Claudio Joazeiro)联合领导的国际团队的一项新研究表明,保护细胞中蛋白质构建保真度的质量控制系统失灵会导致运动神经元变性和相关疾病。 。

运动神经元控制运动,呼吸,吞咽和说话。它们的死亡是进行性疾病的标志,例如脊髓性肌萎缩和ALS,也称为Lou Gehrig病。了解导致运动神经元死亡的原因是开发精确治疗的关键。科学家发现运动神经元疾病的病因很多。

这项研究发表在2020年9月15日的《自然通讯》杂志上,指出了NEMF基因的几种变体作为运动神经元疾病的新驱动因子。NEMF是“核输出介体因子”的缩写,以其帮助清除被称为核糖体的细胞器产生蛋白质过程中不可避免发生的故障而闻名。

健康的NEMF可帮助细胞回收错误产生的乱码蛋白片段。科学家发现,但是小鼠中NEMF的几种突变形式干扰了该系统,并导致了神经肌肉,神经变性或其他疾病。

这项研究是由Joazeiro领导的,Joazeiro与佛罗里达州朱庇特的斯克里普斯研究中心以及德国海德堡大学分子生物学中心共同任命,而缅因州巴港的哺乳动物遗传学杰克逊实验室的Gregory Cox博士也参与了此项研究。

十年前,Joazeiro发现了一种酶,即E3泛素连接酶李斯特菌素/ Ltn1,它可以在一种称为RQC或核糖体相关质量控制的专门质量控制过程中工作。他和他的团队还发现,这种酶的失活会引起小鼠运动神经元变性。然而,神经变性是由于核糖体缺陷相关的质量控制还是李斯特菌素的其他功能尚不清楚。在杰克逊实验室,考克斯一直在研究具有另一种质量控制因子NEMF突变的小鼠。他们表现出运动困难,包括走路和抓握。实验室合作研究了这些缺陷是否是由神经退行性过程引起的。他们想找到起作用的分子机制。

Joazeiro说:“结果提供了强有力的证据,证明核糖体质量控制功能障碍会导致神经退行性病变。”

在细胞内,数百万个核糖体通过一次将一个氨基酸串在一起将遗传密码转换为蛋白质。偶尔会发生错误,其中一些错误会导致产生潜在毒性的蛋白质片段。发生这种情况时,生产可能会中止,细胞的核糖体蛋白质量控制系统会切碎乱码以便回收。

但是核糖体质量控制缺陷是否导致人类疾病仍是未知的。人体数据支持了该团队基于鼠标和酵母的研究。

该团队通过GeneMatcher(德克萨斯州孟德尔基因组学Baylor-Hopkins孟德尔基因组学中心开发的患者工具)进行工作,从7个无关家庭中鉴定出9名患者,这些患者可能具有致病性NEMF变异并表现出神经肌肉疾病,以及包括语音在内的多种发育问题延迟和智力残疾。

Joazeiro说:“看到我们的早期和新小鼠数据以及分子机制方面的知识如何如此预测人类患者的这些发现,真是令人惊讶。”“我们希望这些进展有一天能证明对受这些困难疾病影响的家庭有所帮助。”

他补充说,研究小组目前正在研究核糖体相关质量控制在其他相关疾病中的作用。

他补充说,这项研究的另一个引人入胜的地方是,这种蛋白质质量控​​制途径似乎在整个物种中都是必要的。

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