《Cell:一种常见的PIEZO1基因突变或阻止疟疾产生》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-03-24
  • 在来自美国斯克里普斯研究所(TSRI)的研究人员的领导下,一项新的研究发现一种曾被认为是罕见的可能让人们不会患上疟疾的基因突变其实是非常常见的。这一发现有助认识与携带疟原虫的蚊子近距离居住在一起的人类如何能够抵御这种疾病。相关研究结果于2018年3月22日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Common PIEZO1 Allele in African Populations Causes RBC Dehydration and Attenuates Plasmodium Infection”。论文通信作者为斯克里普斯研究所助理教授、斯克里普斯转化科学研究所传染病基因组学主任Kristian Andersen博士。论文第一作者为斯克里普斯研究所研究员Shang Ma博士。

    这些研究人员发现基因PIEZO1(编码一种压力感应蛋白)发生的一种突变(即E756del)能够让红细胞脱水。在一种小鼠模型中,这种突变使得疟原虫更难感染红细胞和导致脑型疟疾(由疟原虫感染导致的一种严重的神经系统并发症)。这种红细胞脱水症状,被称作遗传性干瘪红细胞增多症(hereditary xerocytosis),曾被认为是非常罕见的,因此发现它可能存在于三分之一的非洲人后裔身上是令人吃惊的。

    这种PIEZO1突变在非非洲人群中并不常见,而且之前从未成为大规模分析的关注焦点。这些新的发现提示着这种突变在人们遭受疟疾选择压力的地区是更为常见的。

    这种PIEZO1突变并不是与疟疾抵抗性相关联的首次适应。非洲人后裔也更可能患有一种被称作镰状细胞病的遗传病,这也使得疟原虫更难侵入他们的红细胞。Andersen说,展望未来,人们还将需要开展大规模的基因组关联研究来证实这种PIEZO1突变在疟疾抵抗性中的作用。

  • 原文来源:https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867418302241
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    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-05-23
    • 科学家们知道在阿尔茨海默症和帕金森病等神经系统疾病中,有缺陷的蛋白会导致有害堆积物或“聚集物”。尽管这些蛋白堆积物的原因仍然是一个谜,但是人们已知当细胞不能将适当的遗传信息传递给蛋白时异常的蛋白聚集物就会产生。美国加州圣地亚哥分校的Susan Ackerman教授和她的同事们在10多年前就开始着重关注这种导致大脑疾病的原因。如今,通过更加深入地开展这方面的研究,她和她的同事们鉴定出一个基因Ankrd16,它可阻止他们最初观察到的这些蛋白聚集物。相关研究结果发表在Nature期刊上,论文标题为“ANKRD16 prevents neuron loss caused by an editing-defective tRNA synthetase”。 通常,从基因到蛋白的信息转移受到仔细控制---生物学“校对”和校正---以避免产生不适当的蛋白。作为他们近期开展研究的一部分,Ackerman、Paul Schimmel(美国斯克里普斯研究所)、My-Nuong Vo(斯克里普斯研究所)和Markus Terrey(加州大学圣地亚哥分校)鉴定出Ankrd16拯救特定的神经元,即浦肯野细胞(Purkinje cell),而且当校对失败时,它们会死亡。如果没有正常水平的Ankrd16,这些位于小脑中的神经细胞错误地激活氨基酸丝氨酸,随后这些丝氨酸被不适当地掺入到蛋白中并引起蛋白聚集。 Ackerman说,“简单而言,你可能认为Ankrd16像海绵或‘故障保护装置(failsafe)’那样发挥作用:捕获受到错误激活的丝氨酸并阻止这种氨基酸被不适当地掺入道蛋白中,当神经细胞的校对和校正错误的能力下降时,这是特别有用的。” 浦肯野细胞中的Ankrd16水平通常较低,这使得这些神经元容易受到校对缺陷的影响。提高Ankrd16的水平可保护这些细胞免于死亡,同时移除来自存在校正缺陷的小鼠的其他神经元中的Ankrd16会导致异常蛋白的广泛积聚集并最终导致神经元死亡。 这些研究人员指出仅少数几个涉及疾病突变的修饰基因(如Ankrd16)已被鉴定出来,而且一种用于理解神经退行性疾病的基于修饰基因的潜在病理机制可能是一种理解疾病发展的有效途径。
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    • 编译者:huangcui
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    • 这个研究成果是由德克萨斯大学的西南医学中心研究人员发表。 该研究显示,使用来自 Prevotella 和 Francisella 1(Cpf1),这是一种通常使用的基因编辑 CRISPR 的相关蛋白 9(Cas9)的酶替代物,可以校正动物模型以及人细胞中的疾病相关病变。 这个研究发表在科学进步杂志(Science Advances)上,可能对杜氏肌营养不良的治疗有突破性意义。 在文章中,德州大学西南团队使用来自 DMD 患者纤维细胞的诱导多能干细胞(iPS),利用 CRISPR-Cpf1 来破坏外显子 51 中的早期终止密码子。 外显子 51 导致大约 13%的患者的肌营养不良蛋白表达的丧失。 这个基因编辑技术修复了来自细胞的诱导多能干细胞(iPS)和心肌细胞中的肌营养不良蛋白表达,并增加了心肌细胞的收缩力。 Cpf1 首先有张锋在麻省理工学院和哈佛大学研究所的团队发现,被确定为 CRISPR 的相关内切核酶。由于 Cpf1 小于 Cas9,因此更容易被装入到运载工具中,具有针对不同基因序列的潜力。 去年 12 月,专注基因编辑疗法的 Editas 医药公司(纳斯达克股票代码:EDIT)从 Broad 研究所授权获得了使用 Cpf1 进行 CRISPR 基因编辑的知识产权。 与此同时,西南大学的研究组还针对肌营养不良蛋白外显子 23,将 Cpf1 的基因编辑 CRISPR 指导 RNA 和校正的核苷酸模板注射入外显子 23 引起 DMD 无义突变的小鼠受精卵。 经过基因编辑的 24 只幼鼠中有 5 只的肌营养不良蛋白表达得以校正。这项技术恢复大多数肌肉纤维中的正常肌肉形态和肌营养不良蛋白表达,并增加肌肉力量。 虽然以前的研究已经表明,采用 Cas9 的 CRISPR 基因编辑可以跳过或纠正小鼠中的突变型肌营养不良蛋白,在新文章中,作者表明,使用 Cpf1 的 CRISPR 在小鼠的肌营养不良蛋白外显子 23 上具有相似的基因组编辑效率。