8月17日，《Science》期刊新發(fā)表這一篇題為“Fragile X mental retardation 1 gene enhances the translation of large autism-related proteins”的文章，揭示了一種罕見(jiàn)病——脆性X綜合征（fragile X syndrome）的遺傳因素。同時(shí)，這一缺陷基因還與其他疾病有關(guān)，例如自閉癥。
來(lái)自美國卡內基科學(xué)研究所的Ethan Greenblatt和Allan Spradling完成了這一研究。他們重點(diǎn)研究了一種基因——Fmr1（fragile X mental retardation 1），該基因突變會(huì )影響大腦和生殖系統，導致最常見(jiàn)的遺傳性自閉癥、脆性X綜合征以及卵巢早衰。
我們的遺傳信息存儲在DNA分子中，后者緊密綁定于細胞核中，類(lèi)似于一份“指令清單”。在蛋白表達過(guò)程中，RNA充當著(zhù)“跑步者”的角色，負責將特定的DNA代碼從細胞核帶至細胞質(zhì)中蛋白質(zhì)制造的地方。
在多數情況下，這些步驟——從DNA到RNA的轉錄和從RNA到蛋白質(zhì)的翻譯——快速連續地發(fā)生。然而，在一些高度專(zhuān)門(mén)化的細胞中，包括神經(jīng)元和卵細胞，RNA的產(chǎn)生和儲存是非常必要的。
先前的研究表明，Fmr1可以防止存儲的RNA分子過(guò)度產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)。但是，許多研究都是針對腦細胞進(jìn)行的，而在這些腦細胞中，結果分析非常復雜。在這項新研究中，Ethan Greenblatt和Allan Spradling選擇了一種更為簡(jiǎn)單的細胞——果蠅卵細胞。
他們意外發(fā)現，缺乏Fmr1的卵細胞一開(kāi)始是完全正常的，但是隨著(zhù)時(shí)間的推移，缺陷卵細胞會(huì )比正常細胞更快地失去功能。這讓人聯(lián)想到人類(lèi)卵巢衰竭綜合征。更重要的是，當受精時(shí)，這些缺乏Fmr1的卵細胞會(huì )產(chǎn)生帶有嚴重神經(jīng)系統缺陷的后代，例如脆性X綜合征。
這張圖展示了一個(gè)胚胎中樞神經(jīng)系統因為缺乏Fmr1基因而出現發(fā)育缺陷的病例，左圖是正常的腹神經(jīng)索（ventral nerve cord）。（圖片來(lái)源：Courtesy of Ethan Greenblatt and Allan Spradling）
進(jìn)一步分析發(fā)現，Fmr1突變的卵細胞所表達的蛋白質(zhì)數量大大減少。如果許多蛋白質(zhì)完全缺失，就會(huì )與自閉癥有關(guān)。受影響的蛋白質(zhì)有一個(gè)共同點(diǎn)——構建我們身體的一些的蛋白質(zhì)。即便是正常的卵細胞，包括受Fmr1影響的大蛋白在內，同樣也不能有效地表達。
“我們認為，Fmr1是一種輔助物質(zhì)，可以促進(jìn)重要的大型蛋白的表達，而這些蛋白質(zhì)對于卵細胞或者神經(jīng)元而言是很難制造的。缺乏Fmr1，卵細胞就沒(méi)有足夠的特定大蛋白，從而過(guò)早地衰退。因為Fmr1在大腦中也很重要，某些與自閉癥相關(guān)的大型蛋白的缺失可以解釋脆性X綜合癥患者的自閉癥樣癥狀。” Greenblatt解釋道。
下一步，他們將繼續研究大型蛋白表達問(wèn)題與衰老或者其他疾病的關(guān)聯(lián)，例如阿爾茲海默癥、肌萎縮側索硬化（ALS）。
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