合作迅速将苍蝇基因发现与人类疾病联系起来

贝勒医学院(BCM)和麦吉尔大学蒙特利尔神经学研究所的科学家进行了一项合作研究，并于3月20日发表在在线开放获取期刊上公共科学图书馆生物学他发现，在果蝇和人类身上，编码线粒体这一重要机制的部分基因的突变都可能导致神经退行性疾病。

Vafa Bayat在BCM的Hugo Bellen博士的实验室里，检查了一系列突变体果蝇对于导致以下缺陷的逐步退化眼睛中的感光细胞。他们在果蝇基因中发现了突变，该基因编码一种被称为线粒体甲硫酰- trna合成酶(Aats-met)的线粒体酶。这些突变也缩短了寿命，并引起了其他问题，包括减少细胞增殖．

线粒体是细胞的动力工厂，有自己的蛋白质生产机制，独立于主要的细胞蛋白质生产机制。编码基因的缺陷线粒体蛋白质以前与人类代谢和神经系统疾病有关。

巴亚特博士，刚从这个项目毕业发育生物学在BCM，他搜索了遗传性神经疾病的医学文献，这些疾病被认为是由我们基因组中含有人类版本的Aats-met基因MARS2的缺陷引起的。其中一种疾病，常染色体隐性痉挛性共济失调伴频繁白质脑病(ARSAL)，已经被Bernard Brais博士和他的同事定位到这一基因组区域，但具体的致病基因尚不清楚。像ARSAL这样的共济失调是进行性的神经退行性疾病这会导致协调问题，导致步态和语言的改变以及其他问题。

蒙特利尔研究小组的Isabelle Thiffault博士在ARSAL患者的MARS2基因中发现了复杂的遗传物质重排。这些不寻常的重排导致MARS2酶水平降低，线粒体蛋白质合成减少，线粒体功能受损。与果蝇突变体一样，患者的细胞中活性氧含量也有所增加，活性氧会损害细胞及其遗传物质，并减缓细胞增殖。

“我们在人类细胞的线粒体呼吸链中发现了同样的缺陷，它会产生大量活性氧，”巴亚特博士说。“当我们给果蝇幼虫喂食抗氧化剂时，它们会抑制果蝇的退化表型。”抗氧化剂能够抵消果蝇突变基因的负面影响，这增加了相关方法可能对人类患者产生有益影响的可能性，尽管这仍有待确定。

贝伦博士说:“虽然以前发现苍蝇基因突变与人类疾病有关，但通常需要很多年到几十年才能完成这一发现。”“这是一个相对快速的过程。总之，我们已经证明，你可以用苍蝇来识别具有神经退行性表型的苍蝇突变体，这些突变体可以帮助识别人类疾病基因。”