突变的斑马鱼有助于解释一种罕见的肌肉退化疾病的原因
一项a *STAR研究发现,科学家在20多年前首次描述的一种无法移动的突变斑马鱼,原来与患有一种罕见的肌肉退化疾病(称为线虫肌病)的人在同一基因上存在缺陷。
这项研究指出了这种被称为myo18b的缺陷基因在肌节组装中的核心作用,肌节是肌肉细胞的发力成分。这也有助于解释这种基因突变的患者运动功能不佳的现象——这是小鼠模型无法提供的,因为缺乏myo18b的小鼠胚胎在发育前就会死亡骨骼肌开发了。
A*STAR分子与细胞生物学研究所发育与生物医学遗传学实验室负责人菲利普·英厄姆(Philip Ingham)指出:“斑马鱼突变体为研究myo18b突变对骨骼肌的影响提供了唯一的动物模型。”
英厄姆与新加坡和英国的博士后一起研究了一种特殊的突变斑马鱼,这种斑马鱼最初是由德国研究人员在1996年发现的。当时,科学家们正在寻找影响斑马鱼运动的基因突变,他们发现了一种基因突变,这意味着发育中的鱼胚胎没有快速收缩的肌肉纤维,这些纤维是快速运动所需的长而细长的细胞束。
他们将突变的基因命名为冷冻基因。然而,他们不知道这种基因在斑马鱼基因组中的位置,也不知道它编码的是哪种蛋白质。
英厄姆和他的团队现在已经填补了这些缺失的细节。他们使用了一系列遗传标记和鱼类育种实验,将冷冻位置缩小到10号染色体上约140万个DNA字母的相对较短的一段。然后,研究人员将这个小区域与其他鱼类(包括罗非鱼和河豚鱼)的匹配DNA进行了比较。
他们发现,所谓的冷冻基因实际上是已知基因myo18b的斑马鱼版本,该基因编码肌凝蛋白运动蛋白家族中一种特征不明显的成员。在斑马鱼在美国,myo18b基因的蛋白质编码部分与人类基因的蛋白质编码部分大约有50%相同,这与罕见的基因有关肌肉障碍。
对这些myo18b缺陷鱼的详细分析提供了第一个明确的证据,证明这种运动蛋白是正常生长所必需的骨骼肌发育.英厄姆说,这种鱼现在可以“作为一个模型,更好地理解MYO18B在肌节组装中的作用”,他希望它们可以帮助科学家找到治疗人类肌病疾病的方法。
更多信息:Ritika Gurung等人。与非常规肌球蛋白MYO18B突变相关的人类肌病的斑马鱼模型遗传学(2016)。DOI: 10.1534 / genetics.116.192864