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帕金森氏症与锰中毒有关联

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日期:2009-02-17 来源:科技日报
内容提示:基特勒博士领导的研究小组近日发现,帕金森氏症在遗传与环境起因之间存在某种联系。他们找到了两种帕金森氏症基因(α-突触核蛋白与PARK9)之间的遗传相互作用,并确定PARK9蛋白可保护细胞免于锰中毒。锰中毒是一种与帕金森氏症相类似的综合征的环境风险因子,盛行于采矿、焊接及钢铁制造等行业。暴露于高浓度的锰金属环境中

美国宾夕法尼亚大学细胞与发育生物学助理教授奥龙.基特勒博士领导的研究小组近日发现,帕金森氏症在遗传与环境起因之间存在某种联系。他们找到了两种帕金森氏症基因(α-突触核蛋白与pARK9)之间的遗传相互作用,并确定pARK9蛋白可保护细胞免于锰中毒。

锰中毒是一种与帕金森氏症相类似的综合征的环境风险因子,盛行于采矿、焊接及钢铁制造等行业。暴露于高浓度的锰金属环境中,会对中枢神经系统产生影响,引发类似于帕金森氏症的运动及痴呆症状。

在帕金森氏症患者身上,通常可发现α-突触核蛋白在大脑中错误折叠,形成团块。基特勒用研究疾病蛋白的模型系统———酵母细胞,也会形成团块并在该蛋白高水平表达时死亡。

基特勒等人早已开始寻找能防止因α-突触核蛋白在酵母中错误折叠而造成细胞死亡的基因,最终找到了几个基因。动物试验表明,其中一些(包括一种先前并未被特征化的酵母基因YOR291W)可保护神经元免受α-突触核蛋白毒性作用的侵扰。

与此同时,欧洲研究人员发表报告指出,一种提前发作的帕金森氏症类型正是因pARK9基因突变所致。基特勒经过对酵母进行筛选,证实酵母中的YOR291W基因与人类pARK9基因最为接近,它是一种可解除α-突触核蛋白毒性作用的基因。这项发现表明,帕金森氏症基因能以先前意想不到的方式进行互动。

由于YOR291W基因与pARK9基因的类似性,基特勒等人将其重新命名为YpK9。美国普渡大学与阿拉巴马大学的研究人员与基特勒等人合作,证实了pARK9基因也能保护神经元免于α-突触核蛋白的毒害。

之后,基特勒研究小组开始研究YpK9的功能。他们发现,YpK9对一种金属转运蛋白进行编码,其序列与已知的、能运送金属的其他蛋白相类似。研究人员将酵母的YpK9基因删除,将其暴露在各种不同的过量金属中,如锌、铜、锰、铁等,最后发现,在所有被测试金属中,只有当锰存在时,具有YpK9缺陷的酵母才生长得不太好,它们对锰过敏

研究人员还发现,由YpK9制造的蛋白被局限在酵母细胞的液泡膜中,液泡是细胞的内部组成部分,可将有毒物质进行隔离以进一步处理。据此,研究人员提出假设:液泡就是细胞中的一个捕捉毒素的袋子,以吸收锰并将其隔离以解毒,使其远离其他的细胞器。pARK9一旦发生突变,将导致酵母或人类身上的液泡解毒过程出现功能障碍。

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