«Мы обнаружили сеть генов, которые могут отрегулировать избавление от дисфункциональных митохондрий, открыв дверь в новые цели препарата болезни Паркинсона и других расстройств», сказал Ричард Юл, доктор философии, следователь в Национальном Институте Неврологических расстройств и Удара (NINDS) и лидера исследования. Результаты были изданы онлайн по своей природе. Доктор Юл сотрудничал с исследователями от Национального Центра Продвижения Переводных Наук (NCATS).Митохондрии – трубчатые структуры с округленными концами, которые используют кислород, чтобы преобразовать много химического топлива в аденозиновый трифосфат, главный источник энергии, это приводит клетки в действие.
Множественные неврологические расстройства связаны с генами, что помощь регулирует здоровье митохондрий, включая болезнь Паркинсона и болезни движения, такие как Чаркот-Мари Тут Синдроум и ataxias.Некоторые случаи болезни Паркинсона были связаны с мутациями в гене, который кодирует для имбирной коврижки, белок, который обычно бродит по внутренним клеткам, и помечает поврежденные митохондрии как отходы.
Поврежденные митохондрии тогда ухудшены лизосомами клеток, которые служат биологической системой утилизации мусора. Известные мутации в имбирной коврижке предотвращают маркировку, приводящую к накоплению нездоровых митохондрий в теле.RNAi – естественный процесс, происходящий в клетках, который помогает отрегулировать гены. Начиная с его открытия в 1998, ученые использовали RNAi в качестве инструмента, чтобы исследовать функцию гена и их участие в здоровье и болезни.
Доктор Юл и его коллеги работали со Скоттом Мартином, доктором философии, соавтором бумаги и исследователем NCATS, который отвечает за средство NIH RNAi. Группа RNAi использовала робототехнику, чтобы ввести маленькие вмешивающиеся РНК (малые интерферирующие РНК) в клетки человека, чтобы индивидуально выключить почти 22 000 генов.
Они тогда использовали автоматизированную микроскопию, чтобы исследовать, как глушение каждого гена затронуло способность имбирной коврижки пометить митохондрии.«Одна из целей NCAT состоит в том, чтобы развивать, усилить и улучшить инновационные технологии, такие как показ RNAi, который используется в сотрудничестве через NIH, чтобы увеличить наше знание функции гена в контексте человеческой болезни», сказал доктор Мартин.Для этого исследования исследователи использовали RNAi, чтобы показать клетки человека, чтобы определить гены, которые помогают признаку имбирной коврижки поврежденные митохондрии.
Они нашли, что по крайней мере четыре гена, названные TOMM7, HSPAI1L, BAG4 и SIAH3, могут действовать как помощники. Выключение некоторых генов, таких как TOMM7 и HSPAI1L, запретило маркировку имбирной коврижки, тогда как выключение других генов, включая BAG4 и SIAH3, увеличило маркировку. Предыдущие исследования показали, что многие гены кодируют белки, которые найдены в митохондриях, или помощь регулируют процесс, названный ubiquitination, который управляет уровнями белка в клетках.
Затем исследователи проверили один из генов в человеческих нервных клетках. Исследователи использовали названный процесс, побудил плюрипотентную технологию стволовой клетки создавать клетки из человеческой кожи. Выключение гена TOMM7 в нервных клетках также, казалось, запрещало маркировку митохондрий.
Дальнейшие эксперименты поддержали идею, что эти гены могут быть новыми целями лечения неврологических расстройств.«Эти гены работают как агенты контроля качества во множестве типов клетки, включая нейроны», сказал доктор Юл. «Идентификация этих генов помощника предоставляет научному сообществу новую информацию, которая может улучшить наше понимание болезни Паркинсона и других неврологических расстройств».
Скрывающий RNAi данных из этого исследования доступен в общественной базе данных NIH, PubChem, который любой исследователь может проанализировать для получения дополнительной информации о роли дисфункциональных митохондрий при неврологических расстройствах.«Это исследование показывает, как последняя высокая пропускная способность, генетические технологии могут быстро показать понимание фундаментальных механизмов болезни», сказал История Лэндис, доктор философии, директор NINDS. «Мы надеемся, что результаты помогут ученым во всем мире найти новые лечения этих разрушительных беспорядков».