Molecular Systems Biology:一種組蛋白與大腦疾病相關

2020-12-05 生物谷

英國Wellcome Trust Sanger研究所研究人員發現,大腦中一組蛋白和一些最常見的腦部疾病的發生相關,其中包括癲癇、抑鬱症、精神分裂症、智力低下以及神經退行性疾病。有關研究5  月19  日在線發表在Molecular Systems Biology雜誌上。

Wellcome Trust Sanger研究所基因認知計劃負責人Seth Grant教授稱,如此多的疾病與這些蛋白相關,是由於這些蛋白在腦細胞發揮功能時起核心作用。摒棄了一次只研究一種蛋白的傳統研究方法,研究人員開發出一種新的方法,可以找到相互結合的一組蛋白。這些蛋白構成可以用顯微鏡觀測到的「分子機器」,並在腦部搜尋神經細胞的「發動機房」——被稱為「突觸」的神經細胞間連接。

為了找到這組被稱為MASCs(MAGUK Associated Signaling Complexes)的關鍵蛋白,研究人員引進了一種之前應用於酵母細胞的研究方法。該方法利用一個「分子鉤」附著於小鼠腦細胞內一種蛋白質上。然後,研究人員抓住分子鉤,將其拉出,發現它帶出另外100多種蛋白。這些蛋白中包含數十種引起腦部疾病的蛋白。這100多種蛋白不僅包含許多疾病蛋白,還包含控制神經細胞間傳遞信息、控制學習與記憶的蛋白。

Grant教授稱,這項研究是基礎科學和臨床科學的重要結合。這一發現表明,分子機器本身是許多重要腦部疾病的根源。這也是一個全新的研究項目,通過探求學習和記憶的基本機制,將有助於了解大腦內部是如何運作。(生物谷Bioon.com)

生物谷推薦原始出處:

Molecular Systems Biology 5 Article number: 269  doi:10.1038/msb.2009.27

Targeted tandem affinity purification of PSD-95 recovers core postsynaptic complexes and schizophrenia susceptibility proteins

Esperanza Fernández1, Mark O Collins2, Rachel T Uren1, Maksym V Kopanitsa1, Noboru H Komiyama1, Mike D R Croning1, Lysimachos Zografos3, J Douglas Armstrong3, Jyoti S Choudhary2 & Seth G N Grant1

1 Genes to Cognition Programme, The Wellcome Trust Sanger Institute, Cambridge, UK
2 Proteomic Mass Spectrometry, The Wellcome Trust Sanger Institute, Cambridge, UK
3 School of Informatics, Edinburgh University, Edinburgh, UK

The molecular complexity of mammalian proteomes demands new methods for mapping the organization of multiprotein complexes. Here, we combine mouse genetics and proteomics to characterize synapse protein complexes and interaction networks. New tandem affinity purification (TAP) tags were fused to the carboxyl terminus of PSD-95 using gene targeting in mice. Homozygous mice showed no detectable abnormalities in PSD-95 expression, subcellular localization or synaptic electrophysiological function. Analysis of multiprotein complexes purified under native conditions by mass spectrometry defined known and new interactors: 118 proteins comprising crucial functional components of synapses, including glutamate receptors, K+ channels, scaffolding and signaling proteins, were recovered. Network clustering of protein interactions generated five connected clusters, with two clusters containing all the major ionotropic glutamate receptors and one cluster with voltage-dependent K+ channels. Annotation of clusters with human disease associations revealed that multiple disorders map to the network, with a significant correlation of schizophrenia within the glutamate receptor clusters. This targeted TAP tagging strategy is generally applicable to mammalian proteomics and systems biology approaches to disease.

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