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科学家发现与儿童罕见遗传病相关的分子缺陷

渥太华系统生物学研究所的Damien D'Amours和他的团队需要三年时间才能发现与LIC综合征有关的分子缺陷,LIC综合征是一种严重的遗传疾病,会影响幼儿并导致急性呼吸窘迫,免疫缺陷和染色体异常。

患肺病免疫缺陷和染色体断裂(LIC)的婴儿在出生后的头几个月内会出现症状。通常情况下,患者会出现ive壮成长和免疫缺陷,最终可能会在儿童早期发展为致命的小儿肺部疾病。该疾病是由NSMCE3中的微小失活突变引起的,NSMCE3是一种编码在人类细胞核中发现的必需因子的基因。

这项研究代表了开发可改善LIC综合征患者生活的治疗方法中最重要的里程碑。Damien D'Amours是医学院细胞与分子医学系的全职教授,其实验室致力于了解细胞用于促进有效细胞分裂和增殖的机制。他提供了对该研究结果的进一步见解。

您究竟发现了什么?

“我们发现细胞内“ DNA压实机”中的缺陷如何导致罕见的遗传性疾病杀死幼童(即LIC综合征)。我们通过结合生物物理学,先进遗传学和经典方法的令人兴奋的混合物发现了分子原因。生物化学来证明一种酶具有在我们的细胞内压缩DNA的罕见能力。”

你是怎么做到的?

“我们开发了一种全新的系统来纯化人类酶,这是世界上从未成功纯化过的人类酶-“ Smc5 / 6复合物。” Smc5 / 6复合物是染色体完整性的关键效应子,我们的突破使我们得以揭示酶的结构及其在空间中压缩DNA结构的强大能力,然后在系统中对导致LIC综合征的突变进行建模,结果表明该突变影响Smc5 / 6复合体修复细胞染色体的能力,从而解释了如何LIC突变影响细胞维持健康基因组的能力。”

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您使用“系统生物学”方法得出结论。请解释一下。

“系统生物学的出现近年来掀起了生物医学研究的革命。这种方法依赖于使用综合的“组学”技术和模型生物来提供对人类疾病的系统级理解。(Omics是描述“大型规模的基因组学,蛋白质组学和代谢组学技术。”)渥太华大学在渥太华系统生物学研究所(OISB)的创立下一直处于这场革命的前沿。我们利用系统生物学方法来开发全新的系统可以纯化从未纯化过的酶。然后,我们结合了生物物理学,蛋白质组学和经典生物化学的创新技术,揭示了Smc5 / 6复合物的作用方式以及该复合物中的突变如何导致DNA修复中的严重缺陷。”

为什么这是一个重要发现?

“我的研究团队和我们的合作伙伴正在本领域的绝对前沿进行研究,作为该项目的领先实验室,我们认为我们的研究代表了为LIC综合征患者设计治疗方法的最重要的里程碑之一在我们的工作之前,没有人知道LIC综合征的生化原因以及这种疾病中的酶突变如何影响患者/儿童的细胞;我们提供了这些基本问题的答案。”

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