自闭症与卵细胞难以产生大蛋白有关

卡内基大学的伊桑·格林布拉特和艾伦·斯普拉德林的新研究表明，导致脆性X染色体综合征和其他潜在自闭症相关疾病的遗传因素，源于细胞创造异常大的蛋白质结构能力的缺陷。他们的研究结果发表在科学．

他们的工作集中在一种名为Fmr1的基因上。这种基因的突变会给大脑和生殖系统带来问题。它们会导致最常见的遗传性自闭症、脆性X染色体综合征以及卵巢早衰。

人们已经认为，Fmr1在基因编码的配方被用来构建基因的过程的最后阶段起着关键作用蛋白质．

下面是它的工作原理:

我们的遗传信息储存在DNA分子中，DNA分子与每个细胞的细胞核紧密相连。可以把这看作是一个指令的主列表。在细胞能够读取蛋白质食谱之前，它必须被移动能力更强的RNA复制或转录。把RNA分子想象成跑步者，从细胞核携带代码片段到蛋白质制造的地方。然后，RNA的编码通过一条特殊的蛋白质制造装配线被翻译成一串氨基酸。

在大多数情况下，这些步骤——从DNA转录到RNA和从RNA翻译到蛋白质——是快速连续发生的。然而，在一些高度专门化的细胞中，包括神经元和卵子，RNA的生成和储存是必要的，以备将来使用。

先前的研究表明，Fmr1可以防止储存的RNA分子过度产生新的蛋白质。但由于这些研究中很多都是在脑细胞中进行的，结果分析起来非常复杂，格林布拉特和斯普拉德林开始通过研究Fmr1在一种更简单的细胞-果蝇卵中对蛋白质制造过程的影响来解决这个问题。

“我们的结果让我们感到惊讶，”斯普拉德林说。“我们发现,卵细胞缺乏Fmr1的患者起初完全正常;但随着时间的推移，如果它们被储存起来，它们失去功能的速度比储存的Fmr1正常的卵子要快得多，这让人想起人类卵巢衰竭综合征。更重要的是，当受精时，这些缺乏fmr1的卵子产生的后代有严重的神经系统缺陷，这让人想起脆性X染色体综合征。”

进一步分析，Greenblatt和sprradling发现，Fmr1突变卵细胞产生的数百种蛋白质数量减少，其中许多蛋白质如果完全缺失，则与自闭症有关。

受影响的蛋白质的一个共同点是，它们编码我们身体构造的一些最大的蛋白质。即使在正常的鸡蛋中，包括受Fmr1影响的蛋白质在内的大蛋白的产生效率也很低，这反映出在RNA存储条件下将非常长的蛋白质链串在一起的挑战。

“我们认为Fmr1是一种助手，它促进了非常重要的大蛋白的生成，而这些大蛋白是很难生成的鸡蛋或者神经元来制造，”格林布拉特说。“没有Fmr1,鸡蛋细胞特定的大蛋白供应不足，过早地开始衰竭。由于Fmr1在大脑中也很重要，某些与自闭症相关的大蛋白的丢失可以解释脆性X染色体综合征患者的自闭症样症状。”

未来的研究应该调查与大蛋白制造相关的问题是否与衰老或其他疾病(如阿尔茨海默病和渐冻症)有关。