亨廷顿的疾病被细胞中减缓蛋白质建筑机械驱动的疾病
![Disease-causing huntingtin, shown in red, interacts with ribosomes, shown in green, in a striatal neuron. The nucleus is blue. Credit: Nicolai Urban of Max Planck Institute for Neuroscience in Jupiter, Florida. 亨廷顿的疾病被细胞中减缓蛋白质建筑机械驱动的疾病](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2021/huntingtonsd.jpg)
1993年,科学家们发现了一个单一的突变基因HTT,引起了亨廷顿氏病,这给迅速治愈带来了很大希望。然而今天,仍然没有得到批准的治疗方法。
一个困难是对突变体杭丁顿蛋白的理解有限蛋白质出发大脑细胞死亡佛罗里达斯克里普斯研究中心的神经科学家斯里尼瓦萨·苏布拉曼尼亚姆博士说。一项新的研究发表在自然通讯星期五,Subramaniam的小组表明,突变的亨廷蛋白蛋白减缓了脑细胞的蛋白质建筑机,被称为核糖体。
“这核糖体必须继续举行培养蛋白质,但在亨廷顿的疾病中,核糖体被放缓,“亚拉马兰说。”差异可能是两个,三个,四倍较慢。这使得所有的差异。“
细胞含有数百万核糖体,每次呼吸和使用遗传信息组装氨基酸并制造蛋白质。Subramaniam说,它们的活动受损最终对细胞是毁灭性的。
他说:“如果没有蛋白质的产生,细胞是不可能存活的。”
Subramaniam说,基因翻译跟踪技术的最新进展使这个团队的发现成为可能。这一结果为治疗方法的发展提供了一条新的途径,并对核糖体停滞似乎起作用的多种神经退行性疾病具有意义。
亨廷顿的疾病在美国每10万人影响约10人。它是由三个DNA构建块的过量遗传重复引起的。通过字母CAG已知,胞嘧啶,腺嘌呤和鸟嘌呤的短暂,在HTT基因中的这些重复中的40个或更多导致脑退行性疾病最终是致命的。现在的重复越多,较早的症状发作,包括行为干扰,运动和平衡困难,弱点和困难。症状是由脑组织退化引起的,这些组织开始于称为纹状体的区域,然后蔓延。纹章是在大脑中心深度控制自愿运动并响应社会奖励的地区。
在他们的实验中,科学家们使用纹状体细胞在HTT基因中有三个不同程度的CAG重复。他们使用一种叫做riboa -seq(高分辨率全球核糖体足迹分析的缩写)的技术,加上mRNA-seq(一种允许快照的方法,哪些基因是活跃的,哪些在特定的时刻不在特定的细胞内)来评估CAG重复的影响。
科学家们发现,在亨廷顿氏细胞中,并非所有蛋白质的翻译都减慢了。为了证实这一发现,他们封锁了细胞“制造突变亨廷顿蛋白的能力,发现核糖体运动的速度和蛋白质合成增加。他们还评估了突变亨廷顿蛋白如何影响其他蛋白质基因,并排除了另一种核糖体结合蛋白Fmrp可能导致这种减缓效应的可能性。
进一步的实验提供了一些线索,说明突变的huntingtin蛋白如何干扰核糖体的工作。他们发现它直接与核糖体蛋白质和核糖体组装结合,不仅影响蛋白质合成的速度,还影响细胞内核糖体的密度。
Subramaniam说,许多问题仍然存在,但这一进展为帮助亨廷顿氏舞蹈症患者提供了一个新的方向。
“核糖体可以在CAG重复之前停滞的想法是人们已经预测的东西。我们可以表明它在那里,”Subramaniam说。“有很多额外的工作需要做出难以弄清楚CAG重复核糖体的困扰,然后也许我们可以制作药物来抵消它。”
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