每 6 分鐘就有一個(gè)人被告知他們將失明。人類失明的主要原因之一是一種稱為色素性視網(wǎng)膜炎(RP)的疾病，它會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜進(jìn)行性退化和視力喪失。全世界大約十分之一的視網(wǎng)膜色素病例是由視紫質(zhì)基因突變引起的。ITQB NOVA 和IGC 的研究人員現(xiàn)在使用果蠅(黑腹果蠅)和人類細(xì)胞作為模型，確定了產(chǎn)生視紫紅質(zhì)(光感受器的光敏蛋白)的關(guān)鍵機(jī)制。
視紫質(zhì)是一種膜蛋白，可檢測(cè)光子并參與視覺的初始事件。膜蛋白對(duì)我們細(xì)胞的許多功能至關(guān)重要，由一種稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng) (ER) 的細(xì)胞器產(chǎn)生，它是我們細(xì)胞的蛋白質(zhì)工廠。當(dāng)無(wú)法獲得正確的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致多種疾病，包括色素性視網(wǎng)膜炎。
該研究由“la Caixa”基金會(huì)支持，現(xiàn)已發(fā)表在 EMBO 報(bào)告中，確定了生產(chǎn)視紫紅質(zhì)所需的新機(jī)制。膜蛋白的產(chǎn)生需要通過(guò)特定的分子機(jī)制將它們折疊并插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的脂質(zhì)膜中。“在我們的研究中，我們開發(fā)了一種方法來(lái)預(yù)測(cè)和識(shí)別膜蛋白，該方法使用最近發(fā)現(xiàn)的稱為 ER 膜復(fù)合物或 EMC 的蛋白質(zhì)生產(chǎn)機(jī)制進(jìn)行生物發(fā)生，”該研究的第一作者卡塔琳娜加斯帕解釋說(shuō)，她是在她的博士期間開發(fā)的。
通過(guò)對(duì)果蠅蛋白質(zhì)組的分析，研究人員通過(guò)生物信息學(xué)鑒定了可能依賴 EMC 進(jìn)行生物發(fā)生的蛋白質(zhì)。在對(duì)果蠅幼蟲的眼中進(jìn)行一些遺傳篩選后，研究人員能夠從 254 種預(yù)測(cè)的蛋白質(zhì)中識(shí)別出兩種需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜復(fù)合物進(jìn)行生物發(fā)生的蛋白質(zhì)。
其中一種蛋白質(zhì)Xport-A 被證明是視紫質(zhì)正確折疊的關(guān)鍵。結(jié)果還表明，EMC 充當(dāng)將 Xport-A 插入 ER 膜的機(jī)器。ITQB NOVA 首席研究員 Pedro Domingos 補(bǔ)充說(shuō)：“我們現(xiàn)在可以更好地了解對(duì)動(dòng)物視覺至關(guān)重要的視紫紅質(zhì)的產(chǎn)生是如何受到調(diào)控的，以及 Xport-A 在此過(guò)程中的作用”。
由于果蠅和人類共享許多基因，這項(xiàng)研究可以幫助開辟新的途徑來(lái)闡明人類視紫質(zhì)的產(chǎn)生和視網(wǎng)膜的退化。IGC 和貝爾法斯特女王大學(xué)首席研究員 Colin Adrain 總結(jié)道：“這項(xiàng)研究激發(fā)了我們?cè)诓溉閯?dòng)物系統(tǒng)中進(jìn)行的進(jìn)一步研究，這將有助于更好地了解 EMC 在膜蛋白生物發(fā)生中的作用。”
這項(xiàng)工作由 ITQB NOVA 首席研究員 Pedro Domingos 和 IGC 首席研究員 Colin Adrain 與牛津大學(xué)(英國(guó))和捷克科學(xué)院(捷克共和國(guó))的研究人員合作領(lǐng)導(dǎo)。
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