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自閉癥與卵細胞不能產(chǎn)生較大的蛋白存在關(guān)聯(lián)

作者:宋檢 時間:2022-12-05 來源:互聯(lián)網(wǎng)

我們的遺傳信息存儲在DNA分子中,而DNA分子被緊密地包裹在每個細胞的細胞核中。細胞將DNA轉(zhuǎn)錄為RNA,RNA隨后經(jīng)翻譯后產(chǎn)生蛋白。在大多數(shù)情況下,這些步驟---從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄和從RNA到蛋白的翻譯---快速地連續(xù)發(fā)生。然而,在一些高度特化的細胞(包括神經(jīng)元和卵細胞)中,必須將先產(chǎn)生的RNA儲存起來以備將來使用。

在一項新的研究中,來自美國卡內(nèi)基科學研究所的Ethan Greenblatt和Allan Spradling揭示出導致脆性X綜合征(fragile X syndrome)和潛在其他的自閉癥相關(guān)疾病的遺傳因素都源于細胞產(chǎn)生異常大的蛋白結(jié)構(gòu)的能力存在缺陷。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年8月17日的Science期刊上,論文標題為“Fragile X mental retardation 1 gene enhances the translation of large autism-related proteins”。

這項新的研究著重關(guān)注一個叫做Fmr1的基因。這個基因發(fā)生的突變會在大腦和生殖系統(tǒng)中產(chǎn)生問題。所發(fā)生的突變可導致*為常見的遺傳性自閉癥、脆性X綜合征以及卵巢功能早衰。

之前的研究已提出Fmr1阻止這些儲存的RNA分子過量產(chǎn)生新的蛋白。但是鑒于之前的很多研究是在腦細胞中開展的,對所獲得的研究結(jié)果加以分析是非常復雜的,因此Greenblatt和Spradling著手通過在一種更加簡單的細胞類型---果蠅卵細胞---中研究Fmr1對蛋白制造過程的影響來解決這個問題。他們發(fā)現(xiàn)缺乏Fmr1的卵細胞起初是完全正常的,但是隨著時間的推移,它們要比儲存的含有正常Fmr1的卵細胞更快地丟失功能,這就讓人想起人卵巢衰竭綜合征。更為重要的是,當受精時,這些缺乏Fmr1的卵細胞產(chǎn)生的后代具有嚴重的神經(jīng)系統(tǒng)缺陷,這就讓人想起脆性X綜合征。

通過擴展這些分析,Greenblatt和Spradling發(fā)現(xiàn)Fmr1發(fā)生突變的卵細胞減少產(chǎn)生數(shù)百種蛋白,其中的許多蛋白,如果完全缺失的話,則與自閉癥存在關(guān)聯(lián)。

這些受到影響的蛋白的一個共同特點是它們編碼了我們體內(nèi)的一些*大的蛋白。即使在正常的卵細胞中,較大的蛋白(包括受到Fmr1影響的蛋白)也無法有效地產(chǎn)生,這反映了在RNA儲存的條件下將非常長的蛋白鏈串聯(lián)在一起所面臨的挑戰(zhàn)。

Greenblatt說,“我們認為Fmr1起著一種助手的作用,它促進卵細胞或神經(jīng)元中難以制造的*其重要的大蛋白產(chǎn)生。如果缺乏Fmr1的話,卵細胞不能夠充足地供應特定的較大的蛋白,因而過早地開始經(jīng)歷功能障礙。鑒于Fmr1在大腦中也起著比較重要的作用,與自閉癥相關(guān)的某些大蛋白的丟失可能解釋著脆性X綜合征患者的自閉癥樣癥狀。”

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