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中国学者2011年最新Science文章
作者:henji  更新时间:2011-02-20  来源 生物通 本条信息浏览人次共有

生物通报道:来自香港科技大学生命科学部分子神经学重点实验室的研究人员发现了一种会导致先天性失聪失明的蛋白,这有助于了解基因变异如何导致先天性失聪及失明,并及早作出诊断治疗。这一研究成果公布在Science杂志上。

领导这一研究的是香港科技大学张明杰教授,这位曾获得国家杰出青年基金的科学家主要从事结构生物学,生物化学及其分子生物学的研究。他的调控神经细胞信号传递的蛋白质的结构和功能的研究成果,对于治疗神经系统衰退的疾病,如中风及老年痴呆症等,有着极为重要的影响。

 

 

根据医学统计数字,听力障碍在新生婴儿中相当普遍——每1,000个新生婴儿中就有几个病例。在失聪或弱听的儿童中,有3%至6%是Usher综合症患者。Usher综合症是一种基因失调的病症,它会导致病人在生命不同阶段蒙受不同程度的听力或视力丧失。

肌动蛋白VIIa(MYO7A)是一类在细胞体内负责运输的分子,它的功能对于人类听力毛细胞和眼睛的发育尤为重要。肌动蛋白VIIa的基因变异可以导致严重的失聪和失明,这就是常见于新生婴儿和儿童的Usher综合症。在所有Usher1综合症患者中,约一半是由肌动蛋白7a变异所引起的。

经过大批量遗传学调查,已发现160余种肌动蛋白7a基因变异会导致失聪。同时,一些能够与肌动蛋白VIIa相互结合的蛋白的基因突变也会造成Usher综合症。尽管有了这些信息,但是肌动蛋白VIIa以及其运输物体的变异为何会造成失聪失明,至今还是一个谜团。

在这篇文章中,研究人员利用在上海光源生物大分子晶体学线站BL17U采集的晶体X光衍射数据,成功解析了肌动蛋白VIIa与Sans蛋白复合物2.8埃分辨晶体结构。这种Sans蛋白可导致Usher综合症,其功能主要是充当桥连蛋白,将肌动蛋白VIIa的运输物体与其链接在一起。肌动蛋白VIIa与Sans蛋白是5个蛋白中的2个,这些蛋白会形成一个对内耳细胞的完整性来说至关重要的复合物。

研究人员结合核磁共振技术得到的结果,解释了肌动蛋白VIIa在不同细胞中是如何进行运输,也解释了其在内耳细胞中是如何维持耳毛细胞结构的。非常重要的是,肌动蛋白VIIa与Sans的分子结构直观清晰地解释了在肌动蛋白7a的“装货区域”发现的大量致病突变是如何影响到其正常的运载功能。同时,由于蛋白质结构的相似性,这项发现同样可以用于解释在肌动蛋白15a上发现的许多致病突变造成非综合症型耳聋性遗传病。

张明杰教授研究组近年来在肌动蛋白与疾病研究方面获得了许多重要的成果,他们曾在Cell杂志上报道了MyosinVI的新机制发现:通过超过1万次的实验后,终于通过将MyosinVI放在透明晶体内培养的方法,于显微镜中观察到它的具体结构,从而摸索出整个运动模式。

研究人员提出MyosinVI的运作模式,是由其承载的蛋白质的用途所决定,能否将蛋白质输送至目的地,是决定细胞能否正常工作的前提,若运输失败便会令细胞生成变化,有可能导致遗传性失明、失聪,甚至癌症等不同病变。

生物通:万纹)

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