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研究发现分子对核糖体停滞的过度反应会导致认知障碍

RIKEN 研究人员首次阐明了细胞蛋白质合成过程中的质量控制与神经系统疾病之间的联系。这一发现可能有助于开发针对此类认知障碍的新疗法。

细胞内的复杂分子工厂,核糖体将遗传密码转化为蛋白质分子。这种蛋白质合成时断时续,有时会完全停止。

当这种情况发生时,一个重要的质量控制过程就会启动并降解已经形成的不完整的蛋白质丝,否则会损坏细胞。这种清理操作被称为核糖体相关质量控制 (RQC)。

最近,有证据表明当 RQC 出错时会导致各种脑部疾病,但没有人知道这是如何发生的。

“之前的研究表明,RQC 的功能障碍可能导致神经退行性疾病,”RIKEN 脑科学中心的 Motomasa Tanaka 说。“所以我们真的对神经元中发生的事情很感兴趣,但到目前为止,大多数研究都集中在培养的细胞系或酵母细胞上,而不是神经元。”

现在,Ryo Endo、Tanaka 及其同事发现,去除小鼠神经元 RQC 中的一个关键基因会导致神经元发育缺陷。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

具体来说,研究小组发现,缺乏一种称为 LTN1 的酶的小鼠具有更高水平的两种信号分子:TTC3 和 UFMylation。“蛋白质 TTC3 的丰度增加了十倍以上,”Tanaka 指出。“这真的很令人惊讶,因为这是一种矫枉过正。”

这些信号分子用于关闭遗传物质向蛋白质的翻译——这是一种有益的作用。但他们做得太过火了,抑制了神经突的生长——神经元的投射会继续与其他神经元形成联系。正是这种对神经突的抑制被认为会导致神经元出现问题。

“TTC3 的过度表达肯定有助于停止翻译,这是一件好事,”Tanaka 说。“但同时它也抑制了神经突的延伸,减少了神经元之间的交流。这可能是认知功能障碍的原因。

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