研究揭示蛋白质的角色对于老鼠肌肉功能;潜在的链接到肌强直性营养不良

肌强直性营养不良,肌肉萎缩症的第二个最常见的原因,和许多其他肌肉紊乱影响成千上万的人在美国. .铺平了道路向更好的理解这些条件,贝勒医学院的研究人员和北卡罗莱纳大学教堂山分校发现了重要作用四个蛋白在正常成人肌肉功能。本研究打开了一扇大门,进一步探讨这些和其他蛋白质的参与肌肉失调和设计潜在的治疗方法。这项研究发表在细胞的报道。

“我的实验室的利益之一是为了更好地理解在骨骼肌发生的戏剧性的转变从出生到成年,”文章的第二作者托马斯·a·库珀博士说,病理学和免疫学教授,分子和细胞生物学贝勒。”出生后,大多数组织都重新达到成人的形式和功能。例如,婴儿不能移动直到肌肉非常成熟,能够充分工作。”

库珀和他的同事们研究新生小鼠的肌肉如何过渡到成人肌肉,这发生在出生后的前三周内。在此过渡,一些新生肌肉蛋白质是取代了成人蛋白质通过这一过程被称为可变剪接。他们的工作显示这些转换成人肌肉功能的重要性。

充分利用单个基因

“可变剪接允许细胞使大量蛋白质从数量有限的基因,”库珀说他也是贝勒分子生理学和生物物理学教授。“制造蛋白质,基因的DNA转录成RNA,然后翻译成蛋白质。翻译成RNA之前蛋白质,处理和片段拼接以某种方式。在几乎所有的基因,RNA拼接的方法不止一种。这是可变剪接;它允许一个基因,使许多不同的蛋白质。”

“我们感兴趣的是更好地了解可变剪接基因表达的调控机制,因为它非常流行,特别是在人类,”博士说文章的第二作者Jimena Giudice,是谁在库珀实验室的一个博士后,是目前细胞生物学和生理学助理教授在北卡罗莱纳大学教堂山分校。“我们知道的许多方面本条例是如何产生的。然而,我们仍然不完全理解功能可变剪接的后果。这是我们研究的广泛目标。特别是,我们发现可变剪接影响蛋白质,控制细胞内分子的运输,这一过程总是捕捉我的兴趣。”

“在以前的工作发表在自然通讯,我们发现,近700个基因在小鼠心脏通过可变剪接在产后发展,”库珀说。“我们还发现,这些基因在心脏也经历同样的可变剪接过程骨骼肌。重要的变化发生在老鼠和人,将建模人类肌肉紊乱的可能性在鼠标。”

心中“在我们之前的研究,我们发现可变剪接调节这些蛋白质的表达和心脏功能,不知道他们的角色在“Giudice说。“这是事实上的起点现在这项新研究发表在细胞的报道;为什么新生儿和成人需要这些蛋白质的不同变体。”

研究人员认为,这些基因可能有关肌强直性营养不良的疾病还研究了铜实验室。条件影响骨骼肌,心脏和大脑。找出这些基因在健康小鼠肌肉将有助于更好地理解肌强直性营养不良和相关疾病,和开放的新场馆的潜在治疗方法。

令人不安的可变剪接揭示基因做什么

研究什么进行选择性剪接的基因在正常成人肌肉,研究者干扰的自然过程可变剪接四个基因,然后确定了影响成年小鼠骨骼肌的功能。

研究人员对成年老鼠拦路贼与吗啉代肌肉,复合开关“成人形式”的四种蛋白质回他们的“新生的形式。”

“三个星期后我们与吗啉代治疗肌肉,我们观察到一些肌肉功能的变化,”库珀说。”乔治博士罗德尼,贝勒,分子生理学助理教授和研究生在他的实验室里,詹姆斯•Loehr合作者是谁在这篇文章中,认为肌肉接受吗啉代比那些不那么强势处理复合。”

研究人员还测量了钙释放,这对肌肉运动是至关重要的。肌肉吗啉代处理改变了钙通量。

“我们了解到,同时改变这四个肌肉蛋白扰乱重要的肌肉功能,如钙运动和肌肉力量,”库珀说。“这告诉我们,这四种蛋白参与这些肌肉功能。”

“我们的研究显示,成人需要蛋白质来维持正常的肌肉细胞的内部结构,这可能是一个原因的改变我们观察到肌肉力量和钙释放,“Giudice说。