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Nat Neurosci:DNA重复元件维持神经元功能

来源:本站原创 2020-02-19 02:53

2020年2月19日 讯 /生物谷BIOON/ --我们基因组的一半以上由DNA中的重复元件组成。在极少数情况下,这些重复序列会变得不稳定并发生扩增。这些重复元件的“扩增”会导致神经退行性疾病,例如ALS和痴呆症,以及脆弱X综合征和自闭症等的发生。

迄今为止,很多研究集中于这些扩增的重复序列如何引起疾病,但是很少关注重复序列本身以及它们在基因中是否具有正常功能。

(图片来源:Www.pixabay.com)

通过关注健康神经细胞的生物学特性,密歇根大学神经学副教授,首席研究员彼Peter Todd教授等人发现,导致脆弱X综合征中的基因中的重复元件在正常情况下调节神经元中蛋白质合成的方式和时间。这个过程对于人的学习和记忆可能很重要。

科学家发现,脆弱性X综合征致病基因头部的重复序列及其翻译会减慢脆性X蛋白的产生,这对学习和记忆很重要。但是,当刺激神经元时,这种重复元件的翻译水平降低,并且在突触(神经细胞之间的连接)处的脆弱X蛋白水平增加,这表明重复及其翻译调节了这种蛋白的产生以及神经元内的局部分布。

有了关于重复序列如何正常发挥功能的这一发现,该团队与Ionis Pharmaceuticals合作开发了反义寡核苷酸(ASO),这是一种修饰的DNA短链,可以特异性地靶向缺陷基因的转录本以纠正异常。

结果表明,ASO的刺激能够降低这些重复在啮齿动物和人类神经元中引起的毒性。其次,这种重复翻译的阻断引发了脆性X蛋白表达量的大量增加,而后者的活性丧失会导致脆性X综合征。总之,这项研究为此类神经系统疾病的治疗提供了一条新颖的途径。

相关结果发表在《Nature Neuroscience》杂志上。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:Disease-causing repeats help human neurons function, study finds

原始出处:A native function for RAN translation and CGG repeats in regulating fragile X protein synthesis, Nature Neuroscience (2020). DOI: 10.1038/s41593-020-0590-1 , https://nature.com/articles/s41593-020-0590-1

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