세포 재활용과 관련된 희귀 신경 질환을 발견합니다.
새로운 질병은 세포의 재활용 시스템이 건강한 뇌에 어떻게 기여하는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.
날짜:
2023년 2월 10일
원천:
NIH/국립인간게놈연구소
요약:
연구자들은 운동 조정 및 언어 문제를 특징으로 하는 새로운 신경학적 상태를 발견했습니다.
전체 이야기
NIH의 National Human Genome Research Institute(NHGRI)와 Undiagnosed Diseases Program(UDP)의 과학자들은 3명의 아동, 2명의 형제자매 및 혈연관계가 없는 아동을 확인했습니다. 세 아이는 모두 운동 조정과 언어에 문제가 있었고 한 아이는 다른 기능 중에서도 복잡한 움직임에 관여하는 뇌의 일부인 소뇌에 이상이 있었습니다. 또한 아이들은 모두 ATG4D 유전자의 두 사본 모두에 돌연변이가 있었습니다.
ATG4D는 autophagy라고 불리는 세포 관리 과정을 돕습니다. autophagy는 세포가 손상된 단백질과 세포의 다른 결함 조각을 분해하고 재활용하여 건강을 유지하는 데 사용합니다. 자가포식은 몸 전체의 세포에서 사용되는 근본적인 과정이지만 뉴런은 특히 생존을 위해 자가포식에 의존합니다. 그러나 ATG4D가 건강한 뉴런에 어떻게 기여하는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.
ATG4D 가 뇌 건강에 미치는 영향 의 첫 번째 성향은 2015년 연구에서 연구자들이 푹신한 털과 트러플 사냥 능력으로 유명한 이탈리아 품종인 Lagotto Romagnolo 개 사이에서 유전적 신경 질환을 확인했습니다. 영향을 받은 개는 비정상적인 행동, 소뇌 위축, 운동 협응 및 안구 운동 문제, ATG4D 돌연변이를 보였습니다.
이 2015년 연구는 뇌에서 ATG4D 의 역할에 대한 연구 관심을 불러일으켰지만, 과학자들은 아직 ATG4D를 인간의 신경학적 질병에 연결하지 못했습니다.
NHGRI 스태프 과학자이자 이 연구의 수석 저자인 May Christine Malicdan 박사는 "유전 질환 중에서 우리는 낮은 매달린 과일을 많이 해결했습니다."라고 말했습니다. "이제 우리는 분석하기 더 어려운 ATG4D 와 같은 유전자인 더 높은 열매에 도달하고 있으며 그렇게 할 수 있는 게놈 및 세포 도구가 있습니다."
전산 분석은 세 자녀의 ATG4D 돌연변이가 기능 장애 단백질을 생성할 것이라고 예측했습니다. 그러나 인간 게놈에 있는 세 개의 다른 유전자는 ATG4D 와 매우 유사한 역할을 하며 일부 세포에서는 이러한 다른 유전자가 ATG4D 의 손실을 보상할 수 있습니다 .
신체의 모든 세포는 동일한 게놈을 공유하지만 일부 유전자는 특정 세포에 더 중요합니다. 연구자들이 피부 세포에서 어린이의 ATG4D 돌연변이를 연구했을 때 변이체는 세포의 재활용 과정에 영향을 미치지 않았지만 뇌에서는 사실이 아닐 수 있습니다.
"뇌는 매우 복잡하고 뉴런은 매우 특화된 기능을 가지고 있습니다. 이러한 기능에 맞추기 위해 서로 다른 뉴런은 서로 다른 유전자를 사용하므로 중복 유전자의 변화는 뇌에 큰 영향을 미칠 수 있습니다."라고 Malicdan은 말했습니다.
ATG4D 에 더 많이 의존하는 세포를 시뮬레이션하기 위해 연구자들은 실험실에서 성장한 세포에서 유사한 유전자를 삭제한 다음 어린이의 ATG4D 돌연변이를 삽입했습니다. 연구원들은 어린이의 ATG4D 돌연변이가 있는 세포가 자가 포식에 필요한 단계를 수행할 수 없다고 판단했으며, 이는 어린이의 증상이 불충분한 세포 재활용으로 인해 발생했을 가능성이 있음을 나타냅니다.
여전히 ATG4D 에 대한 많은 부분이 알려지지 않았습니다. "우리는 autophagy와 같은 많은 중요한 세포 과정에 대한 조감도를 가지고 있습니다."라고 Malicdan은 말했습니다. 한 유전자의 변화와 관련된 희귀 질환은 그 유전자가 광범위하게 중요한 세포 과정에서 어떻게 작용하는지 알아내는 데 도움이 될 수 있습니다.
autophagy의 다른 구성 요소는 알츠하이머 병과 같은 일반적인 신경 장애에 관여합니다. 이 희귀한 신경 장애에 대한 지식은 ATG4D 가 보다 일반적인 조건에 관여하는 것에 대한 새로운 연구 방법으로 이어질 수 있습니다 .
"그것은 희귀 질환 연구에서 백만 달러짜리 질문입니다."라고 Malicdan은 말했습니다. "희귀 질환은 생물학적 경로를 이해하는 데 도움이 될 수 있으므로 이러한 경로가 다른 희귀하고 일반적인 조건에 어떻게 기여하는지 더 잘 이해할 수 있습니다."
NIH 연구원과 임상의는 이 연구에서 어린이들과 계속 협력하고 있으며 연구원들은 더 많은 환자를 식별하는 것을 목표로 하고 있습니다. 치료법은 아직 멀었지만 ATG4D 와 자가포식에 대해 더 많이 알게 되면 연구자들은 이 상태와 자가포식 경로를 포함하는 다른 질환에 대한 새로운 치료법을 개발할 수 있을 것입니다.
출처 : https://www.sciencedaily.com/