研究发现帕金森病基因之间的联系和锰中毒

遗传和环境之间的联系的原因帕金森病已经被亚伦领导的研究小组发现d . Gitler博士,细胞和发育生物学系助理教授在宾夕法尼亚大学医学院的。Gitler和他的同事们发现了一个基因之间的相互作用两个帕金森病基因(α-突触核蛋白和PARK9)和确定PARK9蛋白可以保护细胞免受锰中毒,这是一个环境帕金森病综合征的危险因素。研究结果显示在线在本周自然遗传学。

锰中毒或锰中毒,流行在矿业等职业,焊接,和钢铁制造业。它是由接触引起的超标的金属锰、攻击中枢神经系统,生产汽车和类似帕金森病痴呆症状。

在帕金森患者中,α-突触核蛋白蛋白通常在大脑中发现异常折叠,形成团块。酵母细胞,Gitler的模型系统研究疾病的蛋白质,还形成团块和死当这种蛋白质在高水平表达。这些是相同的面包师和啤酒酵母细胞用于制作面包、啤酒和葡萄酒。

怀特黑德研究所博士后研究员在剑桥,马萨诸塞州,Gitler和他的同事们开始寻找基因可以防止mis-foldedα-突触核蛋白在酵母引起的细胞死亡。最终他们找到了一些基因测试在动物模型和一些可以保护神经元毒性作用的α-突触核蛋白。“其中一个基因,我们发现一个以前无特征的酵母基因称为YOR291W。没有人知道它早在2006年,”他回忆说。

与此同时,欧洲的研究人员发表的研究对一个家庭,有一个早发性帕金森病的一种形式由PARK9基因的突变引起的。“当我读到这一研究中,我想知道最近的酵母基因是人类PARK9 YOR291W结果,“Gitler解释道。“这是一个从我们的酵母可以挽救α-突触核蛋白基因毒性的屏幕。这是大尤里卡!,完全出乎意料。它表明,帕金森病的基因可能在之前意想不到的方式相互作用。”

因为它的人类PARK9基因相似,Gitler和他的同事们改名为酵母基因YPK9(代表酵母PARK9)。普渡大学和阿拉巴马大学的研究人员与Gitler和他的同事们证明PARK9基因也可以保护神经元免受α-突触核蛋白的毒性作用。

接下来,该团队出发去寻找YPK9的功能。研究co-first作者,博士后亚历山德拉Chesi博士,发现YPK9编码金属转运蛋白。“它看起来像其他蛋白质序列,我们知道运输金属、“Chesi说。

她删除YPK9基因从酵母细胞被罚款。然后她YPK9-deficient酵母细胞暴露于过多的不同的金属(锌、铜、锰、铁等,确定哪些金属可能运输。所有的金属Chesi测试,她发现,在锰的存在,YPK9-deficient酵母没有增长。他们对锰极为敏感。

“这是惊人的,因为它是多年前就发现焊工和矿工吸入锰它们得到一个帕金森疾病称为锰中毒,“Chesi说。“特定神经元丢失在苍白球的矿工,大脑运动中枢。欧洲帕金森症患者神经元PARK9突变也失去了在这一地区。”

Gitler然后发现蛋白质由YPK9,酵母基因相当于PARK9本地化到酵母细胞中的液泡膜。液泡内细胞组件墙了有毒物质为以后处理。“我们的假设是液泡,包捕获的细胞毒素,坐在那里,在锰和隔离解毒,保持它远离其它细胞器的细胞,“Gitler解释道。“但是,有PARK9基因的突变会导致问题在酵母和可能在人类”这一过程。

“这是一个有趣的故事,我们发现在酵母和重要的人,看它能支撑。什么是新基因和环境之间的联系导致帕金森氏症的原因。PARK9如何防止α-突触核蛋白的毒性和PARK9如何帮助预防锰中毒?这是接下来我们会调查的。”

来源:宾夕法尼亚大学