10多年前，加州大學圣地亞哥分校的Susan L. Ackerman教授及其同事首次強調(diào)了腦部疾病的成因。經(jīng)過對這一成因多年的深入研究，她和同事們現(xiàn)在又有了新突破：他們發(fā)現(xiàn)，一種被稱為Ankrd16的基因能夠阻止他們最初觀察到的缺陷蛋白質(zhì)的聚集，或為預防腦疾病帶來希望。

DOI:10.1038/s41586-018-0137-8

5月16日，《自然》雜志以“ANKRD16 prevents neuron loss caused by an editing-defective tRNA synthetase”為題報道了這一研究成果。

科學家們之前發(fā)現(xiàn)，有缺陷的蛋白質(zhì)會在阿爾茨海默癥和帕金森病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病中引起有害的沉積或“聚集”（aggregates）。雖然這些蛋白質(zhì)沉積的原因仍然是個謎，但眾所周知，當細胞無法將適當?shù)倪z傳信息傳遞給蛋白質(zhì)時，會產(chǎn)生異常聚集。

Image reveals Purkinje cells（gray）and their dendrites，as well as an accumulation of protein deposits（red dots）. Credit：Ackerman Lab/UC San Diego

通常，從基因到蛋白質(zhì)之間的信息傳遞受到嚴格的控制——即生物學上的“校對”和糾正（“proofread”and corrected），這一過程可避免產(chǎn)生不當?shù)牡鞍踪|(zhì)。在最新這項研究中，主要作者Ackerman、My - Nuong Vo等人發(fā)現(xiàn)，Ankrd16基因拯救了被稱為浦肯野細胞（Purkinje cells，該細胞會在校對失敗時死亡）的特定神經(jīng)元。（在沒有正常水平的Ankrd16的情況下，這些位于小腦的神經(jīng)細胞錯誤地激活氨基酸絲氨酸，然后絲氨酸不正確地結(jié)合到蛋白質(zhì)中并引起蛋白質(zhì)聚集）。

“簡而言之，你可以認為Ankrd16就像海綿或“故障保險”（failsafe）一樣，能夠捕獲被錯誤激活的絲氨酸，并防止這種氨基酸不正確地結(jié)合到蛋白質(zhì)中。當神經(jīng)細胞校對和糾正錯誤的能力下降時，這特別有用。”Ackerman說。

Proofreading defect bypassed. Credit: Ackerman Lab/UC San Diego

在浦肯野細胞中，Ankrd16的水平通常較低，使得這些神經(jīng)元容易受到校對缺陷的影響。提高Ankrd16的水平可以保護這些細胞免于死亡，而從校正缺陷小鼠的其他神經(jīng)元中去除Ankrd16會導致異常蛋白的廣泛積累，最終導致神經(jīng)元死亡。

最后，研究人員指出，對少數(shù)疾病突變基因（如Ankrd16）的識別可以幫助理解神經(jīng)退行性疾病的潛在病理，這可能是了解疾病發(fā)展的一條很有希望的途徑。

原標題：Nature：10多年后，有助預防腦疾病的基因被發(fā)現(xiàn)了