Neurodegenerative Störungen bei Menschen und Fruchtfliegen durch gleiche Genmutationen verursacht

Eine gemeinschaftliche Studie, veröffentlicht in der Ausgabe vom 20. März des Online-Tagebuchs PLoS Biologiezeigt, dass Wissenschaftler des Baylor College of Medicine (BCM) und des Montreal Neurological Institute der McGill University entdeckt haben, dass neurodegenerative Störungen, die sowohl bei Fruchtfliegen als auch bei Menschen auftreten, durch Mutationen im gleichen Gen verursacht werden, das einen Teil der lebenswichtigen Maschinerie von das Mitochondrium.
Während einer Untersuchung verschiedener mutierter Fruchtfliegen auf Defekte, die zu einer fortschreitenden Degeneration von Photorezeptoren im Fliegenauge führten, entdeckte Vafa Bayat, kürzlich Absolvent des Programms in Entwicklungsbiologie bei BCM, und sein Team Mutationen im Fruchtfliegengen, die eine Mitochondrien kodieren Enzym namens mitochondriale Methionyl-tRNA-Synthetase (Aats-getroffen) das die Lebensdauer verkürzt und andere Probleme verursacht, wie zum Beispiel eine geringere Zellproliferation.
Mitochondrien werden manchmal als "zelluläre Kraftwerke" bezeichnet, da sie den Großteil der Adenosintriphosphat (ATP) liefern, die als Quelle für chemische Energie dient. Sie sind aber auch an Prozessen wie Signalübertragung, Zelldifferenzierung, Zelltod und Regulierung von Zellzyklen und Zellwachstum beteiligt.
Es ist auch bekannt, dass defekte Gene, die mitochondriale Proteine ??codieren, menschliche metabolische und neurologische Störungen implizieren.
Dr. Bayat und sein Team überprüften medizinische Literatur auf genetisch neurologische Störungen, von denen Wissenschaftler dachten, dass sie durch Defekte in der Region des Genoms verursacht wurden, die die menschliche Version des Aats-getroffen Gen, MARS2.
Dr. Bernard Brais und sein Team hatten bereits eine solche Krankheit in dieser Region des Genoms kartiert, d. H. Autosomal rezessive spastische Ataxie mit häufiger Leukoenzephalopathie (ARSAL). Sie konnten jedoch das genaue verantwortliche Gen nicht identifizieren. Ataxien sind wie ARSAL progressive neurodegenerative Erkrankungen, die unter anderem zu Koordinationsschwierigkeiten führen, die zu einem veränderten Gang- und Sprachverhalten führen.
Das Team um Montreal, unter der Leitung von Dr. Isabelle Thiffault, entdeckte, dass bei ARSAL-Patienten das genetische Material des MARS2-Gens umfassend rearrangiert wurde, was zu reduzierten Mengen des MARS2-Enzyms, verminderter Proteinsynthese durch die Mitochondrien und gestörter Mitochondrienfunktion führte. Ähnlich wie die Fruchtfliegenmutanten zeigten die Zellen der Patienten auch höhere Mengen reaktiver Sauerstoffspezies, die zu Schäden an Zellen und deren genetischem Material sowie zu langsamer Zellproliferation führen können.
Dr. Bayat sagte:

"Wir fanden den gleichen Defekt in den mitochondrialen Atmungsketten in den menschlichen Zellen, der viele reaktive Sauerstoffspezies produzierte. Wenn wir die Fliegenlarven mit Antioxidantien versorgen, unterdrücken sie die degenerativen Phänotypen in Fliegen."

Angesichts der Tatsache, dass Antioxidantien in Fliegen in der Lage sind, den negativen Folgen des mutierten Gens entgegenzuwirken, lassen die Forscher spekulieren, dass es möglich sein könnte, dass ein ähnlicher Ansatz auch beim Menschen nützlich sein könnte. Dies wäre jedoch Gegenstand weiterer Untersuchungen.

Dr. Bellen schließt mit:

"Während die Entdeckung von Mutationen in Fliegengenen schon früher mit menschlichen Krankheiten in Verbindung gebracht wurde, hat es oft viele Jahre bis Jahrzehnte gedauert, um dies zu erreichen. Dies war ein relativ schneller Prozess. Zusammenfassend haben wir gezeigt, dass man Fliegen verwenden kann, um die Fliege zu identifizieren Mutanten mit neurodegenerativen Phänotypen und dass diese Mutanten bei der Identifizierung menschlicher Krankheitsgene helfen können. "

Geschrieben von Petra Rattue