蛋白質(zhì)中單個構(gòu)建塊的重復(fù)是許多遺傳性疾病的原因，但這種重復(fù)實際上是如何導(dǎo)致疾病的，在很大程度上仍是未知數(shù)。柏林的研究人員調(diào)查了重復(fù)伸長如何導(dǎo)致多指畸形疾病，并發(fā)現(xiàn)突變蛋白質(zhì)之間的吸引力導(dǎo)致它們在細(xì)胞中的細(xì)小液滴中改變它們的行為。這種作用方式可以解釋許多其他遺傳性疾病。
每只手有五個手指，每只腳有五個腳趾——我們身體的整個對稱性在發(fā)育過程中由 HOX 基因控制。這組基因?qū)τ谘伢w軸發(fā)育的胚胎結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。
例如，HOXD13 基因的缺陷會導(dǎo)致多余和融合的手指，這是一種發(fā)育障礙，稱為多指畸形(希臘語：syn“在一起”，polys“許多”和 dáktylos“手指”)。導(dǎo)致這種疾病的分子過程直到現(xiàn)在都是未知的。
由柏林馬克斯普朗克分子遺傳學(xué)研究所的 Denes Hnisz 和 Daniel Ibrahim 領(lǐng)導(dǎo)的團隊發(fā)現(xiàn)，這種突變會導(dǎo)致產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變的蛋白質(zhì)。HOXD13 蛋白與其他分子一起形成稱為凝聚物的微小液滴，但液滴的組成發(fā)生改變，因此蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)功能受損?？茖W(xué)家團隊在科學(xué)雜志《細(xì)胞》上報告說，這種由基因驅(qū)動的凝結(jié)物成分變化可能是遺傳性疾病的一種新機制。
蛋白質(zhì)液滴擊敗隨機機會
但為什么蛋白質(zhì)會積聚在液滴中呢?“在沙拉醬中，醋在油中形成小液滴，并且以類似的方式，細(xì)胞中的某些分子結(jié)合形成蛋白質(zhì)液滴，稱為冷凝物，”該研究的資深作者之一 Denes Hnisz 說。由于它們的化學(xué)性質(zhì)，分子相互吸引并與其環(huán)境分離。
Hnisz 說，這種現(xiàn)象的發(fā)生是出于實際原因。“要讀取一個基因，細(xì)胞需要 300 到 500 種蛋白質(zhì)。如果這個巨大的機器必須在正確的時間和地點組裝，這純粹是偶然的，那將需要大約 100 億年——換句話說，永遠(yuǎn)。”這就是為什么細(xì)胞將特定任務(wù)所需的關(guān)鍵分子捆綁成小的液滴狀包裹的原因。
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