作者:Gerald S. Shadel 来源:《细胞》 发布时间:2012-2-22 12:28:43
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DNA突变开启细胞程序性死亡
 
来自耶鲁大学医学院,浙江大学遗传学研究院的研究人员发表了题为“Mitochondrial Stress Engages E2F1 Apoptotic Signaling to Cause Deafness”的文章,发现线粒体DNA突变能开启一种信号级联放大过程,从而导致细胞程序性死亡,这揭示了母系遗传学耳聋的病理分子途径,相关成果公布在2月17日Cell杂志上。
 
文章的通讯作者是耶鲁大学医学院Gerald S. Shadel教授,中方研究人员为浙江大学生命科学学院管敏鑫教授。Shadel教授表示,“我们实验室之前曾发现一种酶的过量表达会导致甲基化,甚至在细胞中没有出现耳聋突变的情况下,也能引发细胞死亡”。
 
线粒体是细胞中的“能量存储库”,因为这里供应了细胞的大部分所需能量,这一亚细胞结构中具有来自母体的DNA,线粒体决定了一个细胞在程序性死亡和细胞凋亡过程中的生死。
 
在这篇文章中,研究人员聚焦于一个线粒体DNA突变,这一突变会引起母系遗传学耳聋,这一突变出现在编码线粒体核糖体RNA中的一个基因上,这一基因能编码细胞呼吸所需的蛋白,研究人员发现具有这种突变的细胞系很容易发生细胞死亡,但这种死亡并不是直接由这种突变引发,而是由于这种突变能增强这种RNA正常的化学甲基化修饰。
 
研究人员之前就发现过这一现象,但是当他们在小鼠中过量表达这种酶,希望能模拟这一突变的作用的时候,惊讶的发现小鼠逐渐失去了其听力,这说明这种疾病也许是由这种线粒体DNA突变引发的。这种新型小鼠模型将有助于解析线粒体疾病病理学的遗传学和环境因素。
 
研究人员发现病变线粒体的活性氧分子就是这一细胞死亡-诱导基因表达过程中的启动因素,他们进一步通过了这一蛋白的遗传消耗实验,能恢复小鼠正常的听力,证明了这一机理。
 
这项研究不仅为人类遗传性耳聋研究带来了曙光,而且也为衰老相关的听力缺失,以及其它人类疾病的机理研究提供了重要信息。文章的第一作者Nuno Raimundo博士表示,“线粒体疾病由于其来自的不同组织,会受到不可预测的因素的影响,因此很复杂。而此次对一些内耳细胞中细胞死亡分子机理的解析,是揭示这种复杂性的一个重要进步。”
 
耳聋是一种严重影响生活质量和交流的常见疾病。它可以由单一基因突变或不同基因的复合突变引起,也可由环境因素,或基因与环境两者共同作用而致。50%的儿童期耳聋被认为与遗传因素有关,而70%的遗传性耳聋表现为非综合征耳聋(即除耳聋外不伴有其他症状和体征)。目前已发现多个与非综合征耳聋相关的隐性基因和显性基因,这些基因又存在在数目众多的耳聋突变位点,了解这些具体基因信息对于大规模开展耳聋基因筛查及诊断具有重要意义。
 
在耳聋研究方面,国内科学家也获得了不少成果,比如这篇文章的作者之一,浙江大学管敏鑫教授研究组去年就曾发表文章,发现了中国大陆一个汉族大家系中存在一种与非综合征性耳聋有关的线粒体基因突变,为耳聋的早期诊断、预防及治疗提供了新理论。研究成果公布在英国医学会刊J Med Genet(IF:7.037)杂志上。 (来源:生物通 张迪)
 
 
 
 
 
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