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Cell:在大腦中并不是所有的蛋白聚集物都是有害的

作者:生物谷 來源:轉化醫學 日期:2017-08-07
導讀

         神經退行性疾病的一個常見特征是永久性的不溶性蛋白纏結物在細胞中形成。在阿爾茨海默病患者中發現的β-淀粉樣蛋白斑塊和在肌萎縮性脊髓側索硬化癥(ALS)患者大腦的運動神經元中發現的包涵體(inclusion body)是其中的兩個例子。這些聚集物和類似它們的其他纏結物能夠殺死細胞,導致令人虛弱的漸進性神經退行性疾病。

        圖片來自Cell,doi:10.1016/j.cell.2017.06.022

        神經退行性疾病的一個常見特征是永久性的不溶性蛋白纏結物在細胞中形成。在阿爾茨海默病患者中發現的β-淀粉樣蛋白斑塊和在肌萎縮性脊髓側索硬化癥(ALS)患者大腦的運動神經元中發現的包涵體(inclusion body)是其中的兩個例子。這些聚集物和類似它們的其他纏結物能夠殺死細胞,導致令人虛弱的漸進性神經退行性疾病。

        在一項新的研究中,美國加州大學洛杉磯分校微生物學、免疫學與分子遺傳學系的Douglas Black和同事們揭示出在大腦細胞中,并不是所有的蛋白聚集物都是有毒性的。他們報道在大腦中大量存在的一種被稱作Rbfox1的RNA結合蛋白經歷一種不同尋常的化學變化,從而在神經元中形成沒有毒性的聚集物,而且這種聚集是Rbfox1完成它的這種至關重要的功能所必需的。它的功能就是在基因表達過程中剪接信使RNA(mRNA)。相關研究結果發表在2017年7月13日的Cell期刊上,論文標題為“Splicing Activation by Rbfox Requires Self-Aggregation through Its Tyrosine-Rich Domain”。

        Rbfox1基因突變與一些家族性癲癇和自閉癥譜系障礙存在關聯,因此科學家們對理解Rbfox1如何控制大腦中的剪接感興趣。這項新的發現也是比較重要的,這是因為Rbfox1的化學性質類似于被認為在幾種神經退行性疾病中發揮著作用的那些蛋白,包括一種被稱作FUS的蛋白。在ALS疾病中,FUS形成蛋白聚集物。

        在ALS患者中,FUS形成高度穩定的聚集物,這對細胞功能是有害的。理解是什么促進這些蛋白的正常聚集可能有助科學家們解釋這些有毒性的聚集物如何在ALS中形成。

        Black團隊之前已報道Rbfox1與較大的一組被稱作LASR的蛋白一起結合到細胞核中的mRNA分子上,隨后LASR蛋白指導Rbfox1切割和重新連接這些mRNA分子,這一過程被稱mRNA剪接。

        Black說,“我們的這項新研究揭示出在一些情形下,Rbfox也必須與它本身相互作用來控制這種剪接。”

        參考資料:

        Yi Ying, Xiao-Jun Wang, Celine K. Vuong et al.Splicing Activation by Rbfox Requires Self-Aggregation through Its Tyrosine-Rich Domain. Cell, 13 July 2017, 170(2):312–323, doi:10.1016/j.cell.2017.06.022

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