的研究揭示了如何微妙的变化在一个微rna可能导致肌萎缩性侧索硬化症

当人们想到基因和疾病之间的联系,他们通常想象的东西就像一个灯的开关:当基因是正常的,带着它没有疾病的人。如果它发生突变,一个开关翻转,然后他们有它。

但它并不总是那么简单。疾病相关基因经常有不同程度的开启或关闭。在这些情况下,有一个引爆点:只有增量生物变化在临界阈值,一个人可以从无症状到很不舒服。索尔克研究所的最新研究关于这一主题的影响为研究和治疗肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)的根本原因和其他神经和精神疾病。这项工作发表在神经元2021年8月26日,也可以适用于多种疾病的变化基因表达水平,比如癌症。

“这正日益成为一个新的和非常有趣的肌萎缩性侧索硬化症研究方向,”索尔克教授塞缪尔·普法夫说,论文的资深作者。“我们的研究是高度暴露的基因调控发生在神经元。在我们的实验是在老鼠身上做的同时,我们相信这些发现也适用于人类。”

少数的基因被发现在与ALS患者,疾病导致的运动神经元瘫痪。这些基因的共同点是它们都与小分子核糖核酸(microrna)的生产监管分子像刹车降低蛋白质的生产。在本研究的第一部分,研究小组做了系统回顾过去的研究,异形微rna水平ALS患者。他们发现,在所有的研究中,相同的微rna,称为mir - 218,一直显示为低,但没有完全失去,在患有肌萎缩性侧索硬化症。他们决定研究特定水平的mir - 218为什么重要的运动神经元正常完成他们的工作。

在ALS的小鼠模型,索尔克研究员尼尔·阿明,现在临床学者和斯坦福大学的博士后研究员,设计了一个策略可以很好地降低mir - 218的水平控制的方式研究对运动神经元的控制肌肉功能的影响。阿明发现有一个临界阈值介于36%和7%之间正常的水平导致肌肉瘫痪和死亡。36%以上,神经肌肉连接是正常的,健康的;低于7%,神经肌肉赤字是致命的。其余的研究集中在试图理解为什么是这样。

事实证明,mir - 218调节大约300个不同的基因的功能。其中许多编码蛋白质有关运动神经元轴突生长和肌肉发送信号。一旦mir - 218的水平低于36%,这些神经元可能表明肌肉急剧下降。研究人员在实验室中使用先进的工具来确定mir - 218是如何影响不同的基因。

”,而不是像一个简单的开关,mir - 218分子就像300名音乐家一起演奏的管弦乐队的指挥,“阿明说。”而不是逐渐告诉所有的玩家一致暗淡的仪器的体积,它告诉一些音乐家演奏更安静和其他人完全停止。它有一个更加动态和复杂的控制基因功能比我们先前赞赏。”

研究人员说,能够在动物模型研究这个微调将允许他们学习更多基因突变减少基因表达把病人大脑发育障碍的风险。这可能最终导致新的治疗方法的核心,导致疾病的生理变化。研究不仅对ALS的影响,但对于神经系统其他疾病,包括精神分裂症,这也与小分子核糖核酸的表达水平的变化有关。

“我们认为,这些过程也可能发生在其他疾病和衰老相关基因,包括癌症、“普法夫说,握着索尔克的本杰明·h·刘易斯的椅子。“有一种新的方式来创建多基因疾病的动物模型,以及它如何开始进展将使我们能够得到的潜在机制和更深入地理解这些复杂的活动。”

---

---