革新医学:科学家揭示了对基因组健康至关重要的 145 个基因

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一项开创性的研究揭示了与DNA损伤相关的关键基因,为癌症、神经退行性疾病和潜在疗法提供了新的视角。这项研究强调了保持基因组稳定性对健康和疾病管理的重要性。

科学家们揭示了145个对基因组健康至关重要的基因,以及遏制人类基因组疾病进展的可能策略。

在2月14日发表在《自然》杂志上的一项新研究中,通过对近1000个转基因小鼠品系的系统筛选,发现了100多个与DNA损伤相关的关键基因。

这项工作提供了对癌症进展和神经退行性疾病的见解,以及蛋白质抑制剂形式的潜在治疗途径。

 

基因组包含生物体细胞内的所有基因和遗传物质。当基因组稳定时,细胞可以准确地复制和分裂,将正确的遗传信息传递给下一代细胞。尽管它很重要,但人们对控制基因组稳定性、保护、修复和预防 DNA 损伤的遗传因素知之甚少。[1]

开创性研究及其意义

在这项新研究中,来自Wellcome Sanger研究所的研究人员及其在剑桥大学英国痴呆症研究所的合作者着手更好地了解细胞健康的生物学,并确定维持基因组稳定性的关键基因。

 

使用一组转基因小鼠品系,研究小组确定了145个基因,这些基因在增加或减少异常微核结构的形成中起关键作用。[2] 这些结构表明基因组不稳定和 DNA 损伤,是衰老和疾病的常见标志。

当研究人员敲除基因DSCC1时,基因组不稳定性出现了最显着的增加,异常微核的形成增加了五倍。缺乏该基因的小鼠反映了类似于患有粘连病症的人类患者的特征,[3]进一步强调了这项研究与人类健康的相关性。

使用CRISPR筛选,研究人员表明,这种由DSCC1缺失引发的效应可以通过抑制蛋白质SIRT1来部分逆转。[4] 这为开发新疗法提供了一条非常有前途的途径。

有前途的治疗途径

这些发现有助于阐明影响人类基因组健康和疾病发展的遗传因素。

该研究的资深作者加布里埃尔·巴尔姆斯教授(Gabriel Balmus)是剑桥大学英国痴呆症研究所(前身为Wellcome Sanger研究所)的资深作者,他说:“继续探索基因组不稳定性对于开发解决根本遗传原因的定制治疗方法至关重要,目标是改善各种条件下个体的结果和整体生活质量。我们的研究强调了SIRT抑制剂作为粘连蛋白病和其他基因组疾病的治疗途径的潜力。这表明,早期干预,特别是针对SIRT1,可以帮助减轻与基因组不稳定性相关的生物学变化,然后再进行。

该研究的第一作者David Adams博士说:“基因组稳定性对细胞健康至关重要,影响着从癌症到神经退行性变的一系列疾病,但这是一个相对未被充分探索的研究领域。这项工作历时 15 年,体现了从大规模、无偏见的基因筛查中可以学到的东西。已鉴定的145个基因,特别是那些与人类疾病相关的基因,为开发基因组不稳定驱动的疾病(如癌症和神经发育障碍)的新疗法提供了有希望的靶点。

笔记

  1. 基因组损伤的各种来源可能包括辐射、化学暴露以及 DNA 复制或修复过程中的错误。
  2. 微核是小的异常结构,通常被称为“突变工厂”,含有错位的遗传物质,否则应该在细胞核中。它们的存在意味着患癌症和发育障碍等疾病的风险增加。
  3. 粘连蛋白病是由功能失调的粘连蛋白引起的一组遗传病,对于细胞分裂过程中的正常染色体组织和分离至关重要。这可能导致一系列发育异常、智力障碍、独特的面部特征和生长迟缓。
  4. 当 SIRT1 蛋白被抑制时,DNA 损伤减少,它们可以挽救与内聚破坏相关的 DSCC1 丢失的负面影响。这种作用是通过恢复一种叫做SMC3的蛋白质的化学水平。
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