当细胞通过称为有丝分裂的过程分裂时,遗传信息必须在新细胞之间平均分配。那是可能出现有丝分裂错误的时刻,可能导致 DNA 损伤,包括染色体损伤或染色体数量的改变。这些错误与几种人类病理有关。
负责监测细胞分裂问题的蛋白质之一是由 BUB1 基因编码的蛋白质。BUB1 的缺陷与癌症有关,但其在人类先天发育中的作用仍不清楚。BUB1 的低表达与自然流产有关,并且鉴于其对正确细胞分裂的重要性,该基因的有害突变直到现在被认为与生命不相容。
来自葡萄牙、奥地利和荷兰的临床医生和研究人员的共同努力,已经确定了第一批已知的 BUB1 双等位基因突变患者(在两个副本中)。“发现如此关键基因发生突变的患者令人惊讶,”进行这项研究的古尔本基安德西恩西亚研究所 (IGC) 团队负责人 Raquel Oliveira 解释说。尽管如此,两名患者都表现出小头畸形(一种先天性畸形,其中大脑小于平均水平)、智力障碍和一些患者特有的特征。
IGC 的研究人员探索了该基因的病理变异如何影响细胞分裂。“我们展示了每种突变如何影响蛋白质丰度和功能,以及它们对控制有丝分裂保真度的各种途径的影响,”该研究的第一作者、前 IGC 研究员 Sara Carvalhal 说。虽然这两个患者呈现细胞具有异常染色体结构或数目,基本在细胞分裂这些错误的分子机制是它们之间的不同。根据共同领导这项工作的阿姆斯特丹癌症中心研究员 Job de Lange 的说法,“这些发现能够剖析 BUB1 在临床环境中的不同作用。”
除了对 BUB1 的作用提供新的见解外,这项研究还揭示了“有丝分裂缺陷如何影响人体的发育,”Sara 解释说。这些发现支持这样一种观点,即发育中的大脑特别容易受到有丝分裂问题的影响。作者认为,所描述的有丝分裂错误可能会导致对大脑发育很重要的细胞死亡,从而解释了这种新型遗传性神经发育障碍的临床表现,即小头畸形和智力障碍。Sara Carvalhal 现在将在她自己位于阿尔加维生物医学中心的实验室进行这一研究,并研究细胞分裂错误对罕见疾病的影响。
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