Wissenschaftler der National Institutes of Health haben der RNA-Interferenz (RNAi) Technologie verwendet , um Dutzende von Genen, die neue therapeutische Ansatzpunkte zur Behandlung von Parkinson-Krankheit darstellen können aufdecken . Die Ergebnisse können auch relevant für verschiedene Krankheiten, die durch Schäden an Mitochondrien verursacht werden , fanden die biologische Kraftwerke in den Zellen im ganzen Körper.
" Wir fanden heraus, ein Netzwerk von Genen, die die Entsorgung von dysfunktionalen Mitochondrien regulieren kann , die Tür zu öffnen , um neue Angriffspunkte für Arzneimittel für die Parkinson-Krankheit und anderen Erkrankungen ", sagte Richard Youle , Ph.D., ein Forscher am Nationalen Institut für neurologische Erkrankungen und Schlaganfall (NINDS ) und ein Leiter der Studie . Die Ergebnisse wurden online veröffentlicht in der Natur . Dr. Youle Zusammenarbeit mit Forschern des National Center for Advancing Translational Sciences ( NCATS ) .
Mitochondrien sind röhrenförmige Strukturen mit abgerundeten Enden , die Sauerstoff zu verwenden, um viele chemische Brennstoffe in Adenosintriphosphat , die Hauptenergiequelle , die Befugnisse Zellen umzuwandeln. Mehrere neurologischen Erkrankungen sind Gene, die Regulierung der Gesundheit der Mitochondrien, einschließlich der Parkinson- Hilfe , und Bewegungskrankheiten wie Charcot-Marie Tooth-Syndrom und die Ataxien verbunden .
Einige Fälle von Parkinson -Krankheit haben , Mutationen in dem Gen in Verbindung gebracht worden , das für Parkin , einem Protein, das normalerweise im Zellinneren streift und Tags beschädigt Mitochondrien als Abfall . Die beschädigten Mitochondrien werden dann mit Zellen Lysosomen , die als biologische Müllentsorgungssystemdienen abgebaut. Bekannte Mutationen in parkin verhindern Tagging , was zu einer Ansammlung von ungesunden Mitochondrien im Körper.
RNAi ist ein natürlicher Prozess in Zellen, die Gene zu regulieren hilft auftreten. Seit seiner Entdeckung im Jahr 1998 haben Wissenschaftler RNAi als Werkzeug, um Genfunktionen und ihre Einbindung in Gesundheit und Krankheit zu untersuchen verwendet .
Dr. Youle und seine Kollegen arbeiteten mit Scott Martin , Ph.D., Co-Autor des Papiers und ein NCATS Forscher , der für die RNAi -Anlage NIH ist . Die RNAi -Gruppe verwendet, Robotik small interfering RNAs (siRNAs ) in menschliche Zellen einzuführen einzeln auszuschalten fast 22.000 Gene. Sie dann verwendet werden automatisierte Mikroskopie zu untersuchen, wie zum Schweigen jedes Gen beeinflusst die Fähigkeit des Parkin Mitochondrien zu taggen.
"Eine der NCATS ' Ziele ist die Entwicklung, Leverage und verbessern innovative Technologien, wie RNAi-Screening , die in Kooperationen über NIH verwendet wird, um die Kenntnisse über die Genfunktion im Zusammenhang mit Erkrankungen des Menschen zu erhöhen ", sagte Dr. Martin .
Für diese Studie verwendeten die Forscher RNAi an menschliche Zellen zu screenen, um Gene, die Parkin Tag beschädigten Mitochondrien zu identifizieren . Sie fanden heraus , dass mindestens vier Gene, sogenannte TOMM7 , HSPAI1L , BAG4 und SIAH3 kann als Helfer handeln . Ausschalten einige Gene, wie TOMM7 und HSPAI1L , gehemmt Parkin Tagging während Ausschalten anderer Gene , einschließlich BAG4 und SIAH3 , erweiterte Tagging. Frühere Studien haben gezeigt, dass viele der Gene kodieren Proteine, die in Mitochondrien zu finden sind bzw. zu regulieren , ein Verfahren genannt Ubiquitinierung , die Proteingehalte in den Zellen steuert .
Als nächstes werden die Forscher testen eines der Gene in menschlichen Nervenzellen . Die Forscher verwendeten einen Prozess namens induzierten pluripotenten Stammzellen-Technologie , um die Zellen aus der menschlichen Haut zu schaffen. Das Ausschalten des Gens TOMM7 in Nervenzellen schien auch Tagging von Mitochondrien zu hemmen. Weitere Experimente unterstützt die Idee, dass diese Gene kannst neue Ziele für die Behandlung von neurologischen Erkrankungen sein .
" Diese Gene wirken wie Qualitätskontrolle -Agenten in einer Vielzahl von Zelltypen, einschließlich Neuronen ", sagte Dr. Youle . " Die Identifizierung dieser Helfergene bietet die Forschungsgemeinschaft mit neuen Informationen, die das Verständnis der Parkinson -Krankheit und anderen neurologischen Erkrankungen verbessern kann . "
Die RNAi-Screening Daten aus dieser Studie sind in der öffentlichen Datenbank NIH , PubChem , die jeder Forscher kann für zusätzliche Informationen über die Rolle von dysfunktionalen Mitochondrien in neurologischen Erkrankungen zu analysieren erhältlich.
"Diese Studie zeigt , wie die neuesten High-Throughput- Gentechnik schnell offenbaren Einblicke in grundlegende Krankheitsmechanismen ", sagte Landis Geschichte , Ph.D., Direktor des NINDS . "Wir hoffen, die Ergebnisse werden Wissenschaftlern helfen, in der ganzen Welt zu finden neue Therapien für diese verheerenden Erkrankungen. "