行业资讯 > 最新资讯 > 科研成果

Cell:全新的遗传机制

密歇根大学和加州大学的研究人员在Cell杂志上发表文章,阐明了一个影响好几代人的神秘遗传机制。这些家族的成员一直受到先天眼疾的困扰,但却没人明白其遗传学基础。


研究人员通过测序发现了蛋白RBP4上的突变,该蛋白负责运输视黄醇(一种维生素A),为眼睛发育提供基本的营养。研究显示,这种突变造成了功能上的“双重打击”。首先,突变蛋白不能将视黄醇送到发育中的胚胎。更糟糕的是,它们还阻断了细胞表面的受体(STRA6),让其他蛋白也无法输送营养。RBP4突变由此引发了严重的视黄醇缺乏和出生缺陷。


“突变蛋白并没有失活,而是发生了功能改变,”文章的资深作者,加州大学的Tom Glaser教授说。“它们不能结合视黄醇,但却占据了受体。突变蛋白与受体的结合比未突变蛋白强四十倍,它们就像守门员一样阻止视黄醇到达受体。”


这项研究起因于密歇根大学Christine Nelson教授的两个患者,这两个患者患有相似的眼疾而且是亲戚关系。研究人员从这个家族的长辈那里获得了一份宝贵的家谱,其中记录了祖辈们的眼睛缺陷。随后他们通过家谱、旧照片和遗传学数据,揭示了一种全新的遗传机制。RBP4蛋白是肝脏分泌的,对眼睛正常发育非常关键。这是因为视黄醇不溶于水,需要结合RBP4才能从血液到达STRA6受体。这一过程在子宫内更为复杂,因为母体营养需要通过胎盘传递给胎儿。


这项研究中最大的家族,已经有五代人受到眼疾困扰。虽然突变基因是显性的,但它只有通过母亲传递时才会导致严重问题。从父亲那里遗传到突变基因的孩子,只表现出轻微的症状。研究人员发现,这是一种独特的母系遗传。


“视黄醇需要从母亲肝脏传递到胎盘,再从胎盘传递到胎儿。当突变基因遗传自母亲的时候,这两个过程都存在问题,”Glaser说。“当突变基因遗传自父亲时,只有一个过程存在缺陷,胎儿还能得到足够的维生素A来避免出生缺陷。”


“看起来只需要调整环境条件,就能够改变整个结局,”Nelson说。“尽管还需要进一步的临床研究,但我们认为只需要简单治疗就可以避免孩子失明。”携带这种突变的女性可以考虑在怀孕期间补充维生素A,而且最好在怀孕前就采取措施。因为怀孕头两个月眼睛发育就已经开始,在这段最佳治疗时期女性可能还不知道自己已经怀孕了。


Cell:全新的遗传机制.jpg


研究人员指出,补充维生素A涉及的通路与RBP4无关,输送的是另一种形式的维生素A——视黄酯。“我们应当感谢大自然创造了这个平行通路,因为维生素A对胚胎发育实在太重要了,”Christopher Chou博士说。


原文链接:Biochemical Basis for Dominant Inheritance, Variable Penetrance, and Maternal Effects in RBP4 Congenital Eye Disease


相关阅读:

Nature:杂交稻基因组学及杂种优势遗传机制研究进展

J Immunol:发现调控炎症相关疾病的新表观遗传机制

发现新的改善癌症治疗的表观遗传机制

郭津生:表观遗传机制参与肝纤维化发生

热门排行

推荐阅读