做实验,得iPhone!
2018全球硬科技创新大会生物技术论坛
安诺转录组文章6连发,666~

Science揭示:自闭症背后的遗传缺陷

2018/08/21 来源:生物探索
分享: 
导读
8月17日,《Science》期刊新发表这一篇题为“Fragile X mental retardation 1 gene enhances the translation of large autism-related proteins”的文章,揭示了一种罕见病——脆性X综合征(fragile X syndrome)的遗传因素。同时,这一缺陷基因还与其他疾病有关,例如自闭症。


来自美国卡内基科学研究所的Ethan Greenblatt和Allan Spradling完成了这一研究。他们重点研究了一种基因——Fmr1(fragile X mental retardation 1),该基因突变会影响大脑和生殖系统,导致最常见的遗传性自闭症、脆性X综合征以及卵巢早衰。

我们的遗传信息存储在DNA分子中,后者紧密绑定于细胞核中,类似于一份“指令清单”。在蛋白表达过程中,RNA充当着“跑步者”的角色,负责将特定的DNA代码从细胞核带至细胞质中蛋白质制造的地方。

在多数情况下,这些步骤——从DNA到RNA的转录和从RNA到蛋白质的翻译——快速连续地发生。然而,在一些高度专门化的细胞中,包括神经元和卵细胞,RNA的产生和储存是非常必要的。

先前的研究表明,Fmr1可以防止存储的RNA分子过度产生新的蛋白质。但是,许多研究都是针对脑细胞进行的,而在这些脑细胞中,结果分析非常复杂。在这项新研究中,Ethan Greenblatt和Allan Spradling选择了一种更为简单的细胞——果蝇卵细胞。

他们意外发现,缺乏Fmr1的卵细胞一开始是完全正常的,但是随着时间的推移,缺陷卵细胞会比正常细胞更快地失去功能。这让人联想到人类卵巢衰竭综合征。更重要的是,当受精时,这些缺乏Fmr1的卵细胞会产生带有严重神经系统缺陷的后代,例如脆性X综合征。


这张图展示了一个胚胎中枢神经系统因为缺乏Fmr1基因而出现发育缺陷的病例,左图是正常的腹神经索(ventral nerve cord)。(图片来源:Courtesy of Ethan Greenblatt and Allan Spradling)

进一步分析发现,Fmr1突变的卵细胞所表达的蛋白质数量大大减少。如果许多蛋白质完全缺失,就会与自闭症有关。受影响的蛋白质有一个共同点——构建我们身体的一些最大的蛋白质。即便是正常的卵细胞,包括受Fmr1影响的大蛋白在内,同样也不能有效地表达。

“我们认为,Fmr1是一种辅助物质,可以促进重要的大型蛋白的表达,而这些蛋白质对于卵细胞或者神经元而言是很难制造的。缺乏Fmr1,卵细胞就没有足够的特定大蛋白,从而过早地衰退。因为Fmr1在大脑中也很重要,某些与自闭症相关的大型蛋白的缺失可以解释脆性X综合症患者的自闭症样症状。” Greenblatt解释道。

下一步,他们将继续研究大型蛋白表达问题与衰老或者其他疾病的关联,例如阿尔兹海默症、肌萎缩侧索硬化(ALS)。

责编:风铃

参考资料:

Autism linked to egg cells' difficulty creating large proteins

本网站所有注明“来源:生物探索”的文字、图片和音视频资料,版权均属于生物探索所有,其他平台转载需得到授权。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(editor@biodiscover.com),我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。