Neurodegeneratieve aandoeningen bij mensen en fruitvliegen veroorzaakt door dezelfde genmutaties

Een gezamenlijk onderzoek gepubliceerd in het nummer van 20 maart van het online, open access-tijdschrift PLoS Biology, onthult dat wetenschappers van het Baylor College of Medicine (BCM) en het Montreal Neurological Institute van McGill University hebben ontdekt dat neurodegeneratieve aandoeningen die voorkomen in fruitvliegen en mensen worden veroorzaakt door mutaties in hetzelfde gen dat codeert voor een deel van de vitale machinerie van het mitochondrion.
Tijdens een onderzoek van verschillende mutante fruitvliegen op defecten die leidden tot progressieve degeneratie van fotoreceptoren in het vliegenoog, ontdekte Vafa Bayat, een recent afgestudeerde van het Programma in Ontwikkelingsbiologie bij BCM en zijn team, mutaties in het fruitvlieggen dat codeert voor een mitochondriaal enzym genaamd mitochondriaal methionyl-tRNA-synthetase (AATS-met) die de levensduur verlaagt en andere problemen veroorzaakt, zoals proliferatie van lagere cellen.
Mitochondriën worden soms beschreven als "cellulaire krachtcentrales", vanwege het feit dat ze de meeste adenosinetrifosfaat (ATP) produceren, die wordt gebruikt als een bron van chemische energie. Ze zijn echter ook betrokken bij processen, zoals signalering, cellulaire differentiatie, celdood en regulerende celcycli en celgroei.
Defectieve genen die coderen voor mitochondriale eiwitten staan ??er ook om bekend menselijke metabole en neurologische stoornissen te impliceren.
Dr. Bayat en zijn team controleerden medische literatuur op genetische neurologische aandoeningen, waarvan wetenschappers dachten dat ze werden veroorzaakt door defecten in het gebied van het genoom dat de menselijke versie van de AATS-met gen, MARS2.
Dr. Bernard Brais en team hadden al een dergelijke ziekte in kaart gebracht in dit gebied van het genoom, d.w.z. Autosomaal recessieve spastische Ataxia met frequente Leukoencephalopathy (ARSAL). Ze konden echter niet het juiste verantwoordelijke gen identificeren. Ataxias, zoals ARSAL, zijn progressieve neurodegeneratieve ziekten, die onder andere coördinatieproblemen veroorzaken die leiden tot een gewijzigde gang en spraak.
Het team uit Montreal, geleid door Dr. Isabelle Thiffault, ontdekte dat bij ARSAL-patiënten het genetisch materiaal van het MARS2-gen volledig is herschikt, wat resulteerde in verminderde niveaus van het MARS2-enzym, verminderde synthese van eiwitten door de mitochondriën en verminderde mitochondriale functie. Net als bij de fruitvliegmutanten vertoonden de cellen van de patiënten ook hogere niveaus van reactieve zuurstofspecies die schade aan cellen en hun genetisch materiaal kunnen veroorzaken, evenals langzame celproliferatie.
Dr. Bayat zei:

"We vonden hetzelfde defect in de mitochondriale ademhalingsketens in de menselijke cellen, die veel reactieve zuurstofsoorten produceerden.Wanneer we de vlieglarven antioxidanten geven, onderdrukken ze de degeneratieve fenotypen in vliegen."

Gezien het vermogen dat antioxidanten in vliegen in staat zijn om de negatieve gevolgen van het mutante gen tegen te gaan, gaan onderzoekers ervan uit dat het mogelijk zou kunnen zijn dat een vergelijkbare benadering ook nuttig kan zijn bij mensen. Dit zou echter verder onderzoek vereisen.

Dr. Bellen concludeert:

"Hoewel de ontdekking van mutaties in vlieggenen al eerder in verband is gebracht met ziekten bij de mens, heeft het vaak tientallen jaren tot tientallen jaren geduurd om dit te bereiken." Dit was een relatief snel proces, kort samengevat hebben we aangetoond dat je vliegen kunt gebruiken om vliegen te identificeren. mutanten met neurodegeneratieve fenotypen en dat deze mutanten kunnen helpen bij de identificatie van genen voor menselijke ziekten. "

Geschreven door Petra Rattue