扩大RNA分子可以搞乱我们的脑细胞

我们的DNA包含四种类型的分子,腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和guanine-called核苷酸或经营着沿着链组成我们的染色体。因为只有四个,这不是不寻常的找到一个短的DNA重复序列在基因组。然而,当一个序列重复太多次row-dozens或数百次,可以为细胞造成问题。重复扩张疾病是一类神经障碍由这些过多的重复,他们会导致神经退化,肌肉萎缩,智力障碍等等。

在重复扩张疾病,包含过度重复的DNA可能反过来产生RNA含有过多的重复。一些基地的RNA可以互相坚持,和repeat-containing RNA的长链很容易缠绕在一起,一样很长一条胶带更容易褶皱,坚持本身比短。repeat-containing RNA交织在一起,形成在RNA的核团。这些核团似乎不会做太多伤害细胞。然而,一些异常RNA旅行外主体细胞的细胞核,细胞质,它可能会变成不正常的蛋白质。怀特黑德研究所成员Ankur Jain和研究生迈克尔·达斯发现,在他的实验室里细胞生长的实验室,从他们repeat-containing rna和蛋白质结合形成固体,胶状团在细胞质和细胞团造成严重破坏。在发表在《工作《美国国家科学院学报》(PNAS)1月9日,研究人员表明,团可以推动和变形核旅行,影响分子的核,陷阱其他分子,所以他们不能做他们的工作,并最终杀死细胞。

“我们看到一个鲜明的区别在毒性细胞之间,RNA是如何保留我们看到几乎没有toxicity-versus细胞RNA在哪里出口进入细胞质,经历翻译成蛋白质,这些团形式,”达斯说。

一种类型的分子被细胞质团RNA结合蛋白,参与基因表达。这些蛋白质是已知mislocalized-or中发现的重复扩张疾病,但是这是如何发生的机制尚未完全清楚。Jain和达斯认为细胞质RNA团可以提供答案:RNA结合蛋白被困在其中。

研究没有观察到这些RNA-based以外的核团之前可能是由于侥幸与细胞在实验室里准备观察。通常甲醛处理,这使细胞质团察觉,共同探讨。既然耆那教徒的团队已经找到了如何检测这些团,他们可以开始理解他们在神经系统疾病中的作用。下一步是确认是否团形式和导致细胞来自患者同样的问题;如果是,那么这项工作可能有助于解释如何重复扩张疾病引起他们的症状。

集结RNA可以保证电池的安全

研究者的观察也提供一个可能的新疗法的研发方向。他们发现repeat-containing RNA只有似乎严重危害细胞进入细胞质中之后,在读取RNA的RNA与细胞机制和使用它的代码来创建蛋白质。通常,这机器发现标记RNA称为起始密码子开始RNA翻译成蛋白质,确保正确的序列是用来构建正确的蛋白质。然而,repeat-containing RNA混淆机械,这样它将RNA转化为蛋白质随意,从不同的起点。这一过程,称为了翻译,导致不必要的蛋白质本身的创作倾向于聚集在一起。RNA只有似乎形式团在结合这些蛋白质在细胞质中。

当研究人员离开原子核阻止repeat-containing RNA,或者被翻译成蛋白质,也阻止了团簇的形成和避免损伤细胞。耆那教徒的实验室感兴趣发现一种药物,可以达到同样的效果,和测试它是否有助于治疗重复扩张的障碍。

研究人员还想测试是否在重复扩张障碍机制在起作用。Das专门看着RNA含有重复序列的“CAG,”中的重复亨廷顿氏舞蹈症,神经退行性疾病,但是还有许多其他的重复序列,导致疾病。

“我们采用了一种自底向上的方法通过观察如果我们能重现的缺陷发现疾病的细胞在实验室里,“Jain说,他也是一个麻省理工学院的生物学教授。”,导致了许多新的见解,现在我们可以回过头去看看这些机制在病人组织工作。”

参考:Das先生,Chang Y,安德森R, et al。Repeat-associated non-AUG翻译引起的胞质聚合CAG repeat-containing rna。Proc。国家的。学会科学。2023年,120 (3):e2215071120。doi:10.1073 / pnas.2215071120

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