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Cell:牛!单个基因就可帮助抵御神经变性疾病的发生

来源:生物谷 2016-08-08 00:05

图片来源:medicalxpress.com

2016年8月2日 讯 /生物谷BIOON/ --最近,一项发表于国际杂志Cell上的研究报告中,来自格拉斯格大学的研究人员通过研究揭示了细胞如何保护自身免于“蛋白聚集团块”的产生,而这些蛋白团块是引发包括阿尔兹海默氏症、帕金森疾病及亨廷顿氏症等在内的神经变性疾病的根源;本文研究中研究者揭示了基因UBQLN2的特殊角色,以及该基因如何帮助机体移除毒性蛋白聚集物而免于神经变性疾病的发生。

文章中,利用生物化学、细胞生物学及复杂的小鼠模型进行研究,研究人员发现,基因UBQLN2的主要功能就是帮助细胞清除危险性的蛋白聚集物,该基因首先可以缠结蛋白聚集物,随后通过打碎这些聚集物来抑制后期蛋白的聚集。蛋白质团块的形成是机体自然老化过程的一部分,但其正常情况下的缠结和处理过程都是通过基因UBQLN2来完成的;然而当该基因突变或者发生故障时,其就不再帮助细胞清除这些毒性的蛋白质聚集物了,从而就会引发神经变性疾病的发生。

研究者Thimo Kurz表示,基因UBQLN2的功能和许多神经变性疾病直接相关,比如帕金森疾病、阿尔兹海默氏症及亨廷顿氏症等。神经变性疾病患者大脑细胞中通常会出现明显的蛋白质聚集物,利用小鼠来模拟人类亨廷顿氏症进行研究,我们发现当UBQLN2基因突变时,其就不能够帮助神经细胞来移除有害的蛋白质聚集物了。

此前研究结果表明,当UBQLN2出现错误时就会导致肌萎缩性脊髓侧索硬化症及额颞叶痴呆的发生,然而截止到这项研究进行时研究者都并不是完全理解为何该基因的突变会引发上述疾病的发生。如今科学家们精确解析了基因UBQLN2的工作机制,同时也阐明了该基因对机体的重要性;研究者希望本文研究或为后期开发治疗神经变性疾病的新型疗法提供新的线索。

最后研究者Roland Hjerpe说道,我们的研究揭示了基因UBQLN2在运动神经元疾病中所扮演的关键角色;同时这项研究也揭示了神经细胞如何利用特殊机制来处理细胞中的蛋白质聚集物,这对于深入剖析神经变性疾病的发病机制,以及开发相应的干预措施或提供一定帮助和希望。(生物谷Bioon.com)

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UBQLN2 Mediates Autophagy-Independent Protein Aggregate Clearance by the Proteasome

Roland Hjerpe7, John S. Bett7,correspondencePress enter key for correspondence informationemailPress enter key to Email the author, Matthew J. Keuss, Alexandra Solovyova, Thomas G. McWilliams, Clare Johnson, Indrajit Sahu, Joby Varghese, Nicola Wood, Melanie Wightman, Georgina Osborne, Gillian P. Bates, Michael H. Glickman, Matthias Trost, Axel Knebel, Francesco Marchesi, Thimo Kurz

 

Clearance of misfolded and aggregated proteins is central to cell survival. Here, we describe a new pathway for maintaining protein homeostasis mediated by the proteasome shuttle factor UBQLN2. The 26S proteasome degrades polyubiquitylated substrates by recognizing them through stoichiometrically bound ubiquitin receptors, but substrates are also delivered by reversibly bound shuttles. We aimed to determine why these parallel delivery mechanisms exist and found that UBQLN2 acts with the HSP70-HSP110 disaggregase machinery to clear protein aggregates via the 26S proteasome. UBQLN2 recognizes client-bound HSP70 and links it to the proteasome to allow for the degradation of aggregated and misfolded proteins. We further show that this process is active in the cell nucleus, where another system for aggregate clearance, autophagy, does not act. Finally, we found that mutations in UBQLN2, which lead to neurodegeneration in humans, are defective in chaperone binding, impair aggregate clearance, and cause cognitive deficits in mice.

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