突变细胞蛋白质的比例驱动神经退化

Tubulinopathies是一组罕见的发育和退化性疾病,主要影响神经系统。虽然研究已经与这些疾病相关基因突变,它不太清楚这些突变具体如何影响细胞和触发的失常。

在一项新的研究中,耶鲁大学的科学家们确定一个特定的基因突变,会损害大脑细胞。他们还揭示了细胞场景触发此响应,突变的数量的一种现象蛋白质开始大于蛋白质的数量不是突变,导致过度的细胞死亡。这一发现可能导致治疗tubulinopathies前进。

这项研究结果发表在《华尔街日报》2月16日科学的进步。

Tubulinopathies是由突变为微管蛋白的基因代码,关键蛋白质,形成微管的基石,中空纤维,本质上作为骨架等关键功能的细胞,使细胞分裂和细胞形状的维护。“他们就像铁轨细胞内,“卡雷尔Liem Jr .)一个耶鲁大学医学院儿科副教授和该研究的资深作者,微管。bob电竞

在神经系统,微管形成轴突,神经元进行信号的预测,让神经元相互通信。

更好地理解之间的连接微管蛋白突变和神经系统疾病的出现,Liem和他的同事们研究了基因的老鼠显示所观察到的类似人类神经系统并发症与特定的神经紊乱。与健康同行相比,这些小鼠小脑小,那么整个大脑白质,表现出与运动相关的问题,频繁发作。

研究人员在这些老鼠发现了两个主要的神经问题。他们已经大大减少髓鞘脂肪物质,衣服穿过神经元轴突,帮助信号。和较小的小脑,他们发现,由于猖獗的细胞死亡发生后的发展。

说:“颗粒细胞死于壮观的方式Liem。“这些都是最多的神经元在大脑中,在数周内,他们都是在这些老鼠了。”

微管蛋白的蛋白质,这些微管的积木,一起在pairs-an alpha-tubulin链接到beta-tubulin和对α-和beta-tubulins串在一起,形成微管。至少有八种alpha-tubulins beta-tubulins 8种,由不同的基因编码。当研究人员去找什么基础神经缺陷的老鼠,他们遇到了一个变异的基因编码一种beta-tubulin称为微管蛋白beta-4a。

为了更好地理解这微管蛋白在小鼠大脑的角色,研究人员生成的老鼠缺乏微管蛋白的基因完全beta-4a。有趣的是,这些老鼠没有任何神经系统缺陷;他们保持健康。

“老鼠失踪的微管蛋白beta-4a好,”Liem说。”从其他微管蛋白是转录补偿同形像和其他微管蛋白基因得到纳入微管。失踪的微管蛋白beta-4a只是取代。”

虽然缺少微管蛋白beta-4a没有造成障碍,微管蛋白突变beta-4a。研究者进一步研究,他们发现,更多的微管蛋白突变导致更严重的神经缺陷。

“我们认为,当你有一个占主导地位的错义突变在微管蛋白,微管蛋白被纳入微管,它会导致微管功能障碍,“Liem解释道。“根据我们的研究,似乎功能障碍的严重程度是由于突变的微管蛋白的表达比所有的微管蛋白同形像。”

对于微管蛋白beta-4a,这意味着,如果一个细胞在鼠标大量的变异微管蛋白beta-4a相对于其可用beta-tubulins池,然后鼠标有更严重的疾病。

这个观察也揭示了为什么在微管蛋白突变beta-4a似乎强烈影响的神经系统。的大脑细胞在这项研究中微管蛋白表达影响最严重beta-4a更比其他类型的beta-tubulins。“如果有微管蛋白的基因的突变beta-4a,这些细胞正处于困境中,因为大多数beta-tubulins突变。细胞有更多的资产池的beta-tubulins tubulinopathy不太容易。”

这些发现提供了一个小鼠模型研究不同tubulinopathies及其特异性效应,列姆认为。他们也帮助研究人员了解人类疾病与微管蛋白的突变beta-4a,并提供洞察潜在的治疗。

“如果我们能减少变异的微管蛋白基因的表达,这么早做,我们也许能够阻止神经退行性突变的影响,“Liem说。“是否可以再生已经失去的是另一个必须回答的问题。”

Liem强调,这种类型的治疗将难以实现。“但我们思考这个问题,”他说。