毒性蛋白損害神經細胞

　　近日來，馬克斯·普朗克生物學研究所的科學家們已經破獲一種方法，在這個方法中一個特定的基因突變會導致神經元損傷形成兩種嚴重的疾病。在極少數情況下，病人可能會在同一時間得這兩種疾病，肌萎縮性脊髓側索硬化癥和額顳癡呆癥。

　　肌萎縮性脊髓側索硬化癥是一種毀滅性的運動神經元疾病，它會導致肌肉迅速弱化和死亡。引起65歲以下的人癡呆的第二個最常見的原因就是額顳癡呆癥，它會引起人類痛苦的癥狀，包括性格和行為的變化，語言和思維出現問題。受到影響的患者的DNA包含一個突變基因C9orf72：它有成千上萬個重復的特定的短片段遺傳物質，而在未受影響的人群中最多只有三十個重復的這種片段。這個特定基因改變的原因是約百分之八的患者帶有這種類型的運動神經元疾病或癡呆癥基因，百分之八是一個相對較高的比例。比如，只有不到百分之一的阿爾茨海默病是遺傳的原因。馬克斯·普朗克生物研究所的研究人員已經發現的重復突變基因通過制造有毒蛋白引起神經退行性疾病。

　　以前人們認為可能是由于插入的重復序列基因被破壞而造成這樣的結果。另一種理論是，重復序列會產生不同類型的有毒RNA分子。現在發現，突變基因的重復序列可以產生各種各樣的蛋白質，其中兩個蛋白質對神經細胞有劇毒作用。兩者都含一種高純度的氨基酸-精氨酸。

　　為了明確毒性蛋白的作用，研究人員制造出人工重復序列片段，它們可以產生有潛在毒性的RNA和蛋白質或僅僅是毒性核糖核酸或僅僅是毒性蛋白質。然后把這些毒性蛋白或毒性RNA引入到果蠅的神經細胞，那么果蠅就會產生人類有相似過程的神經退行性疾病。重復序列片段會造成毒性RNA和蛋白質，它們引起果蠅顯著的神經退化并減少其壽命，這表明它們是一個研究這些疾病很好的載體微生物。有趣的是，唯蛋白重復序列片段僅會引起糟糕的神經退行性病。相比之下，唯RNA序列片段是無害的，確定了毒性蛋白在這些疾病中的作用。含有精氨酸的毒性蛋白質是有劇毒的。