蜘蛛蛋白为人类心脏状况提供了新的见解
在狼蛛肌肉中发现的蛋白质正在帮助科学家了解基因变化如何导致严重的心脏疾病。
尽管蜘蛛与人类似乎没有什么共同之处，但组成蜘蛛肌肉的一些蛋白质与我们身体中的蛋白质相似，包括心脏中的肌肉。
在今天发表在《eLife》杂志上的一项研究中，研究人员利用蜘蛛蛋白质来揭示这一过程突变在单个基因中可以导致两种形式的心肌病在健康的年轻人中，心脏病是导致心力衰竭和猝死的最常见原因之一。
由伦敦帝国理工学院伦敦医学科学研究所(LMS)的詹姆斯·威尔博士领导的研究小组，包括哈佛医学院和委内瑞拉科学研究所的研究人员，认为这些发现可以帮助对这种疾病进行更准确的基因检测。
这项研究的核心是一种叫做肌凝蛋白它是心肌的关键组成部分。产生这种蛋白质的基因突变会导致不同形式的心肌病，在英国大约每250人中就有一人患有这种病。
威尔博士和他的团队试图了解为什么同一基因的不同突变会导致这两种不同形式的疾病:扩张型心肌病和肥厚型心肌病。
扩张型心肌病发生时，心肌变薄变弱，心腔扩张(扩张)。相反，在肥厚性心肌病中，肌肉增厚，心脏底部的腔室变小。这两种情况都会影响心脏有效地向全身泵血的能力。症状包括呼吸困难、胸痛、心悸、头晕和失去意识。
研究人员使用蜘蛛蛋白质，因为它们使他们能够比目前单独使用人类模型更详细地探索3D蛋白质结构。他们发现蜘蛛腿上又长又细的肌肉纤维使他们不仅能看到单个蛋白质的结构，还能看到这些蛋白质如何与周围的蛋白质相互作用。
蜘蛛肌肉提供了线索
在心肌中，肌凝蛋白链形成较粗的细丝，与较细的细丝并排，称为肌动蛋白。当肌肉收缩时，肌凝蛋白纤维沿着肌动蛋白纤维滑动以缩短肌肉长度。众所周知，一些心肌病是由干扰肌凝蛋白与肌动蛋白结合的能力的突变引起的，改变了心肌的功能心肌收缩。
然而，以往的研究大多集中在单个肌凝蛋白分子上。在这项研究中，3D蛋白质结构模型使研究人员能够看到，肌凝蛋白分子除了与肌动蛋白相互作用外，还相互作用并成对工作。这些相互作用尤其重要肌肉放松，因为它们能提高能源效率。
在最新的研究中，研究小组发现导致扩张型心肌病的突变通常会改变在收缩中起作用的肌凝蛋白部分。大多数引起肥厚性心肌病的突变也会以这种方式影响收缩，并且还会影响这些新发现的相互作用，干扰心脏放松的能力。
威尔博士解释说:“如今，基因测试可以在大约三分之一的人身上找出这些疾病的原因。对于其他患者，测试显示DNA突变改变了蛋白质，但我们不知道这些变化是有害的还是无害的。我们的发现可以立即用于完善这一过程，并让医生更有信心判断特定的DNA变化是否会导致疾病。”
他补充说:“我们还表明，超过一半的肌凝蛋白突变导致肥厚性心肌病在这些关键的结合区域。这表明了突变在这一领域的重要性。”
确定病人疾病的遗传原因很重要，因为它可以帮助确定他们是否会把疾病传给他们的孩子。心肌病患者的亲属经常定期接受昂贵的治疗心测试。
研究人员希望他们的发现能增加结论性诊断的数量。那些被证明遗传了这种疾病的人可以被监测和治疗，甚至可能在使用传统测试发现这种疾病之前。
进一步探索
