Nowe prace Ethana Greenblatta i Allana Spradlinga ujawniają, że czynniki genetyczne leżące u podstaw zespołu łamliwego chromosomu X, a także potencjalnie inne zaburzenia związane z autyzmem wynikają z wad zdolności komórki do tworzenia niezwykle dużych struktur białkowych. Ich odkrycia zostały opublikowane w Science.
Odkryto, że mutacje w genie Fmr1 powodują problemy nie tylko w mózgu, ale i również w układzie rozrodczym. Mogą one prowadzić do najczęstszej postaci wrodzonego autyzmu, zespołu łamliwego chromosomu X, a także przedwczesnej niewydolności jajników.
Uważano, że Fmr1 odgrywa kluczową rolę w ostatnich etapach procesu, w którym do budowy białka wykorzystywana jest receptura kodowana przez ten gen.
Nasza informacja genetyczna jest przechowywana w cząsteczkach DNA, które ściśle występują w jądrze każdej komórki. Myślimy o tym jako o instrukcji. Zanim komórka odczyta jeden z receptur białek, musi zostać skopiowana - lub przepisana - przez bardziej mobilny RNA. Cząsteczki RNA są jak biegacze, niosący kawałki kodu z jądra do miejsca, gdzie będzie produkowane białko. Kod RNA jest następnie tłumaczony na ciąg aminokwasów za pomocą specjalnej linii do produkcji białek.
W większości przypadków te etapy - transkrypcja z DNA na RNA i translacja z RNA na białko - następują szybko po sobie. Jednak w niektórych wysoce wyspecjalizowanych rodzajach komórek, w tym w neuronach i komórkach jajowych, konieczne jest stworzenie RNA, a następnie jego przechowywanie w celu wykorzystania w przyszłości.
Wcześniejsze prace sugerowały, że Fmr1 chroni przechowywane cząsteczki RNA przed nadprodukcją nowych białek. Ale ponieważ wiele z tych badań przeprowadzono z użyciem komórek mózgowych, w których wyniki były bardzo skomplikowane do analizy, Greenblatt i Spradling podjęli się rozwiązania problemu, badając wpływ Fmr1 na proces wytwarzania białka w znacznie prostszym rodzaju komórki jakim są komórki jajowe muszek owocowych.
"Stwierdziliśmy, że komórki jajowe pozbawione Fmr1 były na początku całkowicie normalne, ale z biegiem czasu, jeśli były przechowywane, traciły funkcję znacznie szybciej niż przechowywane komórki jajowe z normalnym Fmr1, co przypomina zespół niewydolności jajników u ludzi. Komórki jajowe pozbawione Fmr1 stworzyły potomstwo z poważnymi wadami układu nerwowego, które przypominają zespół łamliwego chromosomu X ", tłumaczą naukowcy.
Naukowcy ujawnili, że zmutowane komórki jajowe Fmr1 produkują zmniejszone ilości kilkuset białek, całkowity brak wielu z nich jest związany z autyzmem.
Wspólnym mianownikiem dotkniętych białek jest to, że kodują jedne z największych białek produkowanych przez nasz organizm. Nawet w normalnych komórkach jajowych duże białka, w tym te dotknięte Fmr1 są wytwarzane nieefektywnie, co jest wynikiem sklejenia bardzo długiego łańcucha białkowego w warunkach przechowywania RNA.
„Uważamy, że Fmr1 służy jako swego rodzaju pomocnik, który zwiększa produkcję krytycznie ważnych dużych białek, które są trudne do wytworzenia przez komórki jajowe lub neurony" - powiedział Greenblatt. "Bez Fmr1 komórki jajowe mają niewystarczające zapasy specyficznych dużych białek i przedwcześnie zaczynają zawodzić, ponieważ Fmr1 jest również ważny w mózgu, utrata niektórych dużych białek związanych z autyzmem może wyjaśniać objawy podobne do autyzmu u pacjentów z zespołem łamliwego chromosomu X. "
Przyszłe badania powinny sprawdzić czy problemy związane z wytwarzaniem dużych białek są związane ze starzeniem się lub innymi zaburzeniami takimi jak choroba Alzheimera i ALS.
Komentarze
[ z 0]