Johns Hopkins Forscher sagen, sie haben eine Möglichkeit, dass eine kürzlich entdeckte genetische Mutation könnte zwei fiese Krankheiten des Nervensystems verursachen gefunden. Während das betroffene Gen aufzubauen toxische RNA und genügend Protein nicht zu machen, die Forscher berichten , scheint die Wurzel des Problems zu knurrt der fehlerhaften genetischen Materials an der Mutationsstelle erstellt werden .
Das Forschungsteam von Jiou Wang , Ph.D., ein Assistent Professor für Biochemie und Molekularbiologie und führte Neurowissenschaften an der Johns Hopkins University School of Medicine , berichtet seine Feststellung, 5. März auf der Website der Fachzeitschrift Nature ist .
Vor zwei Jahren verbunden Forscher das Gen C9orf72 , seine Lage am neunten menschlichen Chromosom genannt , um Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), allgemein bekannt als Lou -Gehrig-Krankheit Und um frontotemporal Demenz (FTD) .
In ALS, motorischen Neuronen - Nervenzellen, die Nachrichten tragen aus dem Gehirn an die Muskeln - entartet und sterben schließlich , die nach und lähmt den Patienten. In FTD , Nervenzellen im Stirn- und Schläfenlappen des Gehirns sterben. Einige Wissenschaftler sind der Meinung die gleiche genetische und biologische Prozesse führen sowohl Erkrankungen , aber mit sehr verschiedenen Symptomen , abhängig davon, wo im Gehirn sie auftreten.
Die Mutation in C9orf72 heißt Hexanukleotid Repeat-Expansion , ein Sechs -Buchstaben "Wort" DNA wiederholt hin und her, die in einem Teil des Gens , das nicht Anweisungen für die Herstellung keine Proteine enthält. Obwohl es normal ist, bis zu 20 solcher Wiederholungen haben , einige Menschen mit ALS oder FTD haben Dutzende oder sogar Hunderte von ihnen. Studien zeigen, die Mutation wahrscheinlich für 4 bis 8 Prozent der Fälle der sporadischen ALS verantwortlich - von der Art , die nicht unbedingt erblich - und in einigen Gruppen , bis zu 40 Prozent von der Art, ist .
Um zu erfahren , wie die wiederholte Sequenz verursacht Krankheit sahen die Johns Hopkins Wissenschaftler an der Struktur der DNA , aus dem das Gen und die RNA , die seine Anweisungen ausführt. Obwohl DNA und RNA sind in der Regel so lange Stränge zu sehen , können sie Haufen und curl , um 3-D -Strukturen.
Arbeiten mit DNA und RNA sie gemacht , die die sechs Buchstaben " Wort" repeat trug , dachte die Forscher heraus, dass beide bilden Strukturen, so genannte G-Quadruplexe . In diesen Formationen , Guanine - genannt "G" für kurze, einen der Buchstaben in der sich wiederholenden DNA " Wort" - verbinden , so dass Stapel, die wie kleine Regale zusammenkleben. Die RNA bildet auch andere Formen in sich wiederholenden Abschnitt - Haarnadeln und Ausbuchtungen . Die Forscher spekulieren, dass die G-Quadruplexe und anderen Strukturen könnten immer werden in der Art und Weise der Nukleinsäuren ' normalen Funktionen .
Die Forscher fanden heraus , dass , wenn die Zelle , einen neuen Strang von RNA auf der Basis des Gens C9orf72 misslingt oft teilweise durch Füllen des Zellkerns mit Stücken von RNA , die nicht funktionieren .
Wang und seine Kollegen sagen, die gebrochen, verklumpt RNA-Moleküle scheinen die Bösewichte in den Krankheiten, die durch das wiederholte DNA verursacht werden. Sie zählten die Proteine, binden an die "schlechten" RNA und kam mit einer Liste von 288 verschiedenen Proteinen, die an RNA stecken und nicht tun, ihre normalen Jobs .
Eines der Proteine , die zu der schlechten RNA bindet Nucleolin , einem Protein, bei der Herstellung von Ribosomen, die Proteine aufbauen beteiligt. Die Forscher fanden heraus , daß in Gehirnzellen von gesunden Menschen wurde Nucleolin in dem Teil der Zellkern, wo es sein sollte, wo Ribosomen sind . Aber in Zellen von Menschen mit ALS wurde die Nucleolin ganzen Kern verteilt. Dies deutet darauf hin , dass die Wiederholungen können auch sabotiert werden die wichtigsten Funktionen von RNA -bindenden Proteinen wie Nucleolin gespielt , sagt Wang.
Es ist immer noch möglich, dass C9orf72 Produkt - die Protein es Codes für - wird sich als wichtig. "Es könnte sein, gleichzeitige - bad RNA ansammeln , plus Sie etwas von dem Protein selbst verlierst ", sagt Wang. Aber , sagt er, diese Studie beleuchten , wie das Gen wirkt sich sowohl auf RNA und Protein und verursacht Krankheit.
" Die in Dr. Wangs Papier beschriebenen Ergebnisse eröffnen einen neuen Pathomechanismus für ALS und FTD durch Einblick in die Biologie mit der C9orf72 Mutation assoziiert und Identifizierung einer potenziellen Weg nach vorn für die Therapieentwicklung ", sagt Margaret Sutherland , Ph.D., Programmdirektor am nationalen Institut für Neurologische Erkrankungen und Schlaganfall , einer der die Studie der Geldgeber .