Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Peroksisomal biogenese lidelse: Ny kobling til sukker metabolisme

Anonim

Møte en ung pasient med Zellwegers syndrom, en sjelden, livstruende genetisk sykdom, startet en vitenskapelig undersøkelse som kulminerte med en uventet funn. Tilstanden, også kjent som peroksisomal biogeneseforstyrrelse, hadde kun vært knyttet til lipid- eller fettmetabolismen. Nå, som et team av forskere fra flere institusjoner, inkludert Baylor College of Medicine, avslører i PLoS Genetics, påvirker tilstanden også sukker metabolisme. Oppdagelsen av denne forbindelsen i dyremodeller kan potensielt føre til behandlinger som kan forbedre tilstanden.

annonse


"Møte denne pasienten på Texas Children's Hospital inspirerte meg til å starte en undersøkelse for å lære mer om denne lidelsen, " sa første og tilsvarende forfatter Dr. Michael Wangler, assisterende professor i molekylær og human genetikk ved Baylor College of Medicine. "Pasientens familie fant ut om denne undersøkelsen og tilbød å hjelpe. De startet Zellfest, en innsamlingsarrangement i San Antonio, Texas, som delvis har støttet vår undersøkelse. Dette førte oss til å studere denne forstyrrelsen i fruktflymodellen i samarbeid med forskerholdet ledet av Dr. Hugo Bellen, professor i molekylær og menneskelig genetikk og etterforsker ved Howard Hughes Medical Institute ved Baylor College of Medicine. "

Peroksisomal biogeneseforstyrrelse skyldes defekter i gener som danner peroxisomer, essensielle mikro-maskiner inne i cellen som er involvert i å bryte ned og produsere visse lipider. Når peroxisomer ikke dannes, utvikler folk et bredt spekter av forhold som kan inkludere dårlig muskelton, anfall, hørsel og synstap, dårlig fôring, skjelettabnormaliteter, samt livstruende problemer i organer som lever, hjerte og nyre . Det finnes ingen kur eller behandling, annet enn palliativ pleie.

"Det har vært godt etablert at flere lipidbaner endres i denne sykdommen, disse er kjent peroksisomale funksjoner, men det har vært svært lite fokus på andre deler av stoffskiftet. Alle tenkte dette var hovedsakelig en lipidforstyrrelse, " sa Wangler.

En uventet oppdagelse

Forskerne genetisk konstruerte laboratoriefly, Drosophila, for å mangle to av de genene som trengs for å lage peroksisomer, PEX2 og PEX16, og deretter analysert fluens metabolisme.

"Vi begynte et samarbeid med Dr. James McNew, professor i biovitenskap ved Rice University, som hadde begynt å se på fluer ved hjelp av metabolomics-tilnærming, " sa Wangler. "Metabolomics er som å ta et øyeblikksbilde av all metabolisme av en organisme ved å måle hundrevis av små molekyler samtidig, i stedet for å fokusere på ett molekyl om gangen. Vi analyserte lipider, små karbohydrater, aminosyrer, kolesterol og små lipider. tilnærming ga oss en generell oppfatning av organismenes metabolisme. "

Forskerne fant at fluene som manglet peroksisomgenene hadde mange av problemene observert hos pasienter. Forskerne lærte for eksempel at disse fluene hadde korte liv og lokomotoriske problemer. Deres grundige analyse antyder at fluer uten PEX-gener representerer en dyremodell for å undersøke den menneskelige tilstanden ytterligere.

"I tillegg ble vi overrasket over å oppdage at disse fluene var svært følsomme overfor sukker diett, " sa Wangler. "De kan ikke tolerere lavt sukker diett, så vel som normale fluer, uten sukker, fluer uten peroksisomer ser ut til å være sultende."

Forskerne benyttet også en metabolomics tilnærming til mus genetisk utviklet for å mangle et mus PEX gen. Som de hadde funnet i fluene, hadde mus uten peroksisomer også endringer i stoffskiftet av sukker.

"Vår forståelse er at enzymer som bryter ned sukkerarter ikke er direkte forbundet med peroksisomer, " sa Wangler. "Vi fortsetter vår undersøkelse og håper de vil lede oss til å bedre forstå hvordan sukker metabolisme er knyttet til peroksisomal biogenese lidelser."

Sjeldne sykdommer Hjelp Forståelse av vanlige sykdommer

"Peroksisomer spiller også en rolle i vanlige sykdommer som Alzheimers og kreft, " sa Wangler. "Å studere denne sjeldne sykdommen kan hjelpe oss å forstå peroksisomer bedre, og i sin tur vil den kunnskapen bidra til å avklare rollen som peroksisomer i Alzheimers og andre lidelser. Sjeldne sykdommer kan bidra til å forstå problemer som også bidrar til mer vanlige sykdommer."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Baylor College of Medicine . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Michael F. Wangler, Yu-Hsin Chao, Vafa Bayat, Nikolaos Giagtzoglou, Abhijit Babaji Shinde, Nagireddy Putluri, Cristian Coarfa, Taraka Donti, Brett H. Graham, Joseph E. Faust, James A. McNew, Ann Moser, Marco Sardiello, Myriam Baes, Hugo J. Bellen. Peroksisomal biogenese er genetisk og biokjemisk knyttet til karbohydratmetabolisme i Drosophila og mus . PLOS Genetics, 2017; 13 (6): e1006825 DOI: 10.1371 / journal.pgen.1006825