RNA Toxizität trägt zur Neurodegenerative Erkrankungen , Universität von Pennsylvania Wissenschaftler sagen,

Aufbauend auf früheren Forschungen an der University of Pennsylvania durchgeführt wird, haben Penn Biologen fest, dass fehlerhafte RNA , die Blaupause, die mutiert , toxische Proteine ​​erzeugt , trägt zu einer Familie von neurodegenerativen Erkrankungen beim Menschen.

Nancy Bonini , Professor in der Abteilung für Biologie an der Penn und ein Ermittler des Howard Hughes Medical Institute , und ihr Team bereits gezeigt, dass das Gen , das für das Ataxin -3-Protein , für das vererbte neurodegenerative Erkrankung Spinozerebelläre Ataxie Typ 3 verantwortlich ist, oder SCA3 , kann die Krankheit in der Modellorganismus Drosophila verursachen. SCA3 gehört zu einer Klasse von Krankheiten beim Menschen als Polyglutamin wiederholen Krankheiten bekannt, die umfasst Huntington -Krankheit . Frühere Studien hatten vorgeschlagen, dass die Erkrankung wird hauptsächlich durch die toxische Polyglutamin -Protein von dem Gen codiert verursacht .

Die aktuelle Studie , die im Journal erscheint Natur, Zeigt, dass die fehlerhaften RNA , die Blaupause für die toxischen Polyglutamin -Protein hilft auch bei der Entstehung und Progression der Krankheit bei Fruchtfliegen -Modelle.

"Die Herausforderung für viele Forscher ist die Kopplung der Leistung eines einfachen genetisches Modell , in diesem Fall der Fruchtfliege , die enorme Problem der menschlichen neurodegenerativen Krankheit", sagte Bonini . "Durch die Neuerstellung in der Fliege verschiedenen menschlichen Krankheiten haben wir festgestellt , dass , während das mutierte Protein ist eine toxische Einheit, Toxizität ist auch los auf RNA-Ebene , um zur Krankheit beitragen . "

Um potenzielle Beitrags Ataxin -3 Pathogenese identifizieren , Bonini und ihr Team führten eine genetische Bildschirm mit der Fruchtfliege Modell Ataxin -3 , um Gene , die die Toxizität verändern könnte. Die Studie produziert ein neues Gen, das erheblich verbessert Neurodegeneration . Die molekulare Analyse zeigte, daß das Gen betroffen war muscle ein Gen zuvor als Modifikator von Toxizität in einer anderen Klasse von menschlichen Erkrankungen in Verbindung gebracht durch schadstoff RNA. Diese Ergebnisse zeigten, die Möglichkeit, dass RNA -Toxizität können in der Polyglutamin- Krankheit Situation auftreten .

Die Ergebnisse deuteten darauf hin , dass eine RNA, die eine lange CAG-Wiederholungen , die die Polyglutamin- Strecke in der toxischen Polyglutamin- Protein kodiert , kann zur Neurodegeneration jenseits des Seins die Blaupause für das Protein bei. Dies erhöht die Möglichkeit, dass die Expression der RNA allein kann schädlich sein .

Lange CAG Wiederholungssequenzen können miteinander binden, um Haarnadeln, gefährliche molekularen Formen zu bilden. Die Forscher testeten daher die Rolle der RNA, die durch die Änderung der CAG -Repeatsequenz eine unterbrochene CAACAG wiederholen , die eine Haarnadel nicht mehr bilden könnte . Eine solche RNA-Strang , aber wäre immer noch ein Konzept für ein identisches Protein ist. Die Forscher fanden heraus , dass diese veränderte Gen verursacht wird drastisch reduziert Neurodegeneration, das anzeigt, dass die Änderung der RNA-Struktur abgeschwächt Toxizität. Zur weiteren implizieren die RNA im Fortschreiten der Krankheit , die Forscher dann ausgedrückt nur eine toxische RNA allein , eine, die nicht für ein Protein überhaupt Code war . Dies verursachte auch neuronale Degeneration . Diese Ergebnisse zeigten eine toxische Rolle der RNA in Polyglutamin -Krankheit , Hervorhebung gemeinsamer Komponenten zwischen verschiedenen Arten von menschlichen Triplet -Repeat-Expansion Krankheiten. Zu solchen Erkrankungen gehören nicht nur die Polyglutamin- Erkrankungen , sondern auch Krankheiten wie Muskeldystrophie und fragile X

Die Familie von Erkrankungen genannt Polyglutamin wiederholen Störungen treten auf, wenn der genetische Code eines CAG-Wiederholungen für die Aminosäure Glutamin stottert wie eine kaputte Schallplatte innerhalb des Gens , immer sehr lange . Dies führt zu einer RNA - die Blaupause für das Protein - mit einem ähnlichen Dauer von CAG . Während der Proteinsynthese werden die Dauer des CAG -Repeats in eine lange ununterbrochene Abfolge von Glutaminresten übersetzt , das bilden, was als eine Polyglutamin -Trakt bekannt. Die erweiterte Polyglutamin Trakt bewirkt, dass die fehlerhafte Protein nicht richtig klappen , was zu einem Überangebot an falsch gefaltete Protein Sammel in Zellen des Nervensystems , ähnlich wie das, was in der Alzheimer- und Parkinson-Krankheiten auftritt.

Polyglutamin- Erkrankungen sind genetisch vererbten Ataxien , neurodegenerative Erkrankungen durch einen allmählichen Verfall der Muskelkoordination markiert , in der Regel im Erwachsenenalter auftreten . Sie sind progressive Erkrankungen , mit einer Korrelation zwischen der Anzahl von CAG-Wiederholungen innerhalb des Gens , der Schwere der Erkrankung und dem Alter bei Einsetzen .

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Neben Bonini , trugen die Forscher , deren Arbeit an dieser Studie sind Ling -Bo Li , früher in der Abteilung für Biologie an der Penn und jetzt mit der Abteilung für Biochemie an der University of Utah und Zhenming Yu und Xiuyin Teng des Fachbereich Biologie an der Penn und dem Howard Hughes Medical Institute .

Die Finanzierung für diese Studie wurde von der Nationalen Institut für Neurologische Erkrankungen und Schlaganfall zur Verfügung gestellt.

Quelle: Jordan Reese
University of Pennsylvania