Синдром ломкой Х-хромосомы — наиболее распространенная наследственная форма умственной отсталости, изучаемая исследовательскими группами по всему миру с учетом открытия новых лекарств и клинических испытаний. Это вызвано нарушением работы гена FMR1.
В независимой форме наследственной умственной отсталости, обнаруженной в небольшом количестве иранских семей, мутирован ген под названием ZC3H14. Две статьи Кена Моберга, доктора философии, доцента клеточной биологии, Аниты Корбетт, доктора философии, профессора биологии и коллег показывают, что FMR1 и ZC3H14, по сути, являются друзьями.
Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на функцию FMR1, а также ZC3H14; доказательства получены в результате экспериментов, проведенных на плодовых мушках и мышах. Самая последняя статья находится в журнале Cell Reports, опубликованном 8 августа 2017 г.
Ученые обнаружили, что белки, кодируемые FMR1 и ZC3H14, слипаются в клетках и болтаются в одних и тех же местах.
Эти два белка имеют связанные функции: они оба регулируют информационную РНК в нейронах, что объясняет их важность для обучения и памяти.
Хрупкий белок X (FMRP), как известно, контролирует выработку белка в ответ на сигналы, поступающие в нейроны, но статья Cell Reports показывает, что FMRP также регулирует длину «хвостов», прикрепленных к матричным РНК — чего ученые не осознавали. даже после многих лет изучения FMRP и хрупкого X, говорит Моберг.
У плодовых мушек ZC3H14 называется dNab2.
Ранее было показано, что мутации в этом гене препятствуют полету и лазанию мух, а также ухудшают формирование памяти во время ухаживания.
В новой статье исследователи показывают, что мухи-мутанты dNab2 также имеют проблемы с обучением, чтобы избегать ситуаций, когда присутствует неприятный запах. Исследователи показали, что в этой обучающей задаче dNab2 и версия FMR1 работают вместе.
Однако наборы РНК, которые они регулируют, не перекрываются полностью.
Несколько лабораторий в Эмори внесли свой вклад в исследование, в том числе лаборатории кафедры генетики человека Стивена Уоррена, доктора философии, кафедры клеточной биологии Гэри Басселла, доктора философии, и Джеймса Чжэн, доктора философии. Первым автором статьи Cell Reports является Рик Бьенковски, доктор философии, бывший аспирант генетики и молекулярной биологии.
«Мы не смогли бы выполнить эту работу без силы нейробиологии и особенно хрупкого X-сообщества в Эмори», — говорит Моберг.
Сотрудничество Корбетта и Моберга по dNab2 / ZC3H14 ускорилось в 2009 году, когда немецкие и иранские исследователи связались с ними по поводу связи с умственной отсталостью человека.
Это также подтолкнуло Корбетта, который первым исследовал функцию Nab2 в дрожжах, к сфере мышей с нокаутом.
В июне в журнале Human Molecular Genetics было опубликовано исследование ее лаборатории на мышах, лишенных ZC3H14, проведенное нейробиологами Полом Гарсиа, доктором философии, и Эндрю Эскейгом, доктором философии.
Как и у мух-мутантов, у мышей нарушена рабочая память и нарушено развитие мозга. По словам Корбетта, исследования, которые объединяют мутантных мышей и мух, раскроют больше информации о функциях обоих РНК-связывающих белков в обучении и памяти.
Исследования в лабораториях Моберга и Корбетта были поддержаны Национальным институтом психического здоровья (MH10730501).