基因突变被发现会导致语言障碍,多动症和肌无力

【字体: 时间:2022年09月23日 来源:Cellular and Molecular Life Sciences

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  科隆和都灵大学的科学家已经证明,CAPRIN1蛋白的缺陷是各种神经损伤的原因。发表在《Brain》和《Cellular and Molecular Life Sciences》上。

  
   

Defects in CAPRIN1 cause language impairment, ADHD, and myasthenia    

来自对照样本和CAPRIN1+/-细胞的神经元玫瑰花结的代表性图像。CAPRIN1蛋白(洋红色)在这些结构中很容易被检测到。    

两项研究表明,CAPRIN1基因的某些紊乱对人类有重大影响。首先,研究团队表明,大脑中CAPRIN1蛋白的生产不足会导致障碍,包括自闭症谱系障碍、注意缺陷多动障碍(ADHD)和语言障碍。此外,科学家们在CAPRIN1基因(CAPRIN1P512L)会导致蛋白质的异常积累,导致步态不稳和肌肉无力(肌无力)。

通过外显子组分析,科学家们可以观察到细胞中哪些基因发生了改变,从而使这些新见解成为可能。该团队还使用了GeneMatcher数据库,这是一个研究人员和医生交换基因突变和相关疾病信息的平台。

研究小组发现了12名CAPRIN1基因突变的患者。它们只产生了一半的蛋白质。都灵大学Alfredo Brusco教授团队的博士研究员Lisa Pavinato和科隆大学Brunhilde Wirth教授他们发现了这种蛋白质的缺乏和某些神经损伤之间的联系。受影响的人都患有语言障碍,82%患有注意力缺陷多动障碍,67%患有自闭症谱系障碍和其他神经发育障碍。CAPRIN1的功能是在实验室用人类诱导多能干细胞进行的实验中得到证实的,在实验中,使用CRISPR/Cas9技术关闭CAPRIN1基因,创造受影响个体遭受的条件。与未发生突变的健康神经元相比,CAPRIN1突变细胞的过程缩短,电路出现故障,电活动减少。相比之下,没有CAPRIN1突变的控制神经元形成长过程,发展成复杂的网络。此外,研究小组还发现了翻译的变化,翻译是无错误细胞形成和功能的最重要的细胞过程之一。事实上,由于翻译错误,突变神经元在几天后开始退化并形成团块。

在第二项研究中,GeneMatcher被用于识别三个来自不同家庭的儿童,这些儿童在CAPRIN1基因的特定位置有一个新开发的点突变:在512位的氨基酸从脯氨酸到亮氨酸的交换。所有三个孩子都表现出相同的症状:早发性运动障碍(共济失调)、语言运动技能受损(构音障碍)、记忆障碍和肌无力。Wirth教授团队的博士研究员Andrea delle Vedove表示,这种特定的突变导致神经元细胞中出现许多蛋白质团块,类似于其他神经退行性疾病,如帕金森症、阿尔茨海默症或共济失调。此外,神经细胞的活性降低。这项研究“CAPRIN1P512L引起异常的蛋白质聚集,与早发性共济失调有关。

科隆大学医院人类遗传学研究所所长Wirth教授说:“新的研究结果不仅对受影响的患者和他们的家人很重要,他们经常花费数年时间来寻找答案,以了解他们的疾病原因,而且对医生也很重要,他们现在可以做出更快、更准确的诊断。”

CAPRIN1P512L causes aberrant protein aggregation and associates with early-onset ataxia

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