許多人都熟悉致癌基因，這些基因長期以來被認為與人類癌癥有關，比如“Src”基因。
人們不太了解的是，致癌基因的進化不僅僅是為了引起物種的癌癥，而是為了控制正常的生長和分化。
堪薩斯大學(University of Kansas)負責研究的副校長、分子生物科學教授Erik Lundquist說:“當一個有機體從一個受精卵生長到形成所有不同的組織類型時，包括Src在內的致癌基因會進化到控制這些正常事件。要了解這些致癌基因在癌癥中的作用，重要的是要了解它們在正常發(fā)育過程中沒有缺陷時的作用。當Src發(fā)生突變導致其出現(xiàn)缺陷時，它就變成了致癌基因。但我們正在研究Src在正常發(fā)育背景下的作用。”
現(xiàn)在，在PLOS ONE上發(fā)表的一項新研究中，Lundquist和他在堪薩斯大學實驗室的同事們?yōu)镾rc在我們的生物學中所起的作用增加了新的細節(jié)，表明該基因是神經(jīng)系統(tǒng)健康發(fā)育所必需的。
這項工作依賴于一種叫做秀麗隱桿線蟲的模式生物，這是一種線蟲，它的Src基因與人類非常相似，但被稱為“Src -1”。
“有趣的是，當人類和這種蠕蟲最后有一個共同的祖先時，大約6億年前，Src蛋白的大部分功能已經(jīng)在那個共同的祖先身上得到了解決，”Lundquist說。“我們對這種模式生物(線蟲)中SRC-1蛋白的研究，將與它在人類生長發(fā)育中的作用有關，因此與人類發(fā)病機制和癌癥有關。”
通過在Lundquist的實驗室使用CRISPR基因編輯技術完全敲除線蟲中SRC-1基因的功能，KU研究人員發(fā)現(xiàn)該基因通過引導軸突在神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育中起著關鍵作用。
“隨著神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，神經(jīng)元誕生了，它們必須精心設計這些被稱為軸突的結構，”Lundquist說。“軸突是神經(jīng)系統(tǒng)的電線。SRC-1蛋白參與這些軸突的正常發(fā)育。例如，在人類的情況下，如果你的脊髓中有一個運動神經(jīng)元，那么軸突是如何從你的指尖到肌肉，而不是從你的胃到肌肉的?這叫做軸突引導。SCR-1蛋白在軸突引導中起著關鍵作用，這篇論文也證明了這一點。”
倫德奎斯特在堪薩斯大學的合作者是研究生研究助理Snehal Mahadik和前本科生Emily Burt。
“Snehal最初是我們實驗室的一名研究生，幾年前完成了這項工作并獲得了博士學位，”Lundquist說。她還與實驗室的一名本科生Emily合作，她幫助做了很多實驗，并負責一些分析。”
堪薩斯大學的研究小組確定了SRC-1如何參與軸突生長的新細節(jié)，發(fā)現(xiàn)SRC-1調節(jié)一種被稱為生長錐的細胞結構。
Lundquist說:“它就像軸突的方向盤，引導軸突到達它的目標——一個運動神經(jīng)元或神經(jīng)系統(tǒng)中的另一個神經(jīng)元——形成突觸。”“因為軸突需要在適當?shù)奈恢眯纬赏挥|，SRC-1蛋白在軸突引導中起作用。”
此外，該團隊還解決了關于SRC-1在正常發(fā)育過程中如何促進軸突引導的科學爭論。
Lundquist說:“關于這個基因的作用，文獻中存在一些差異，我們通過完全刪除它來解決這個問題——這是相當明確的。事實證明，大多數(shù)人用來研究線蟲體內SRC-1的突變并不是基因功能的喪失。它是基因的一種激活形式，更像是致癌基因的作用。”
Lundquist還在堪薩斯大學癌癥中心和堪薩斯大學基因組學中心工作，他說致癌基因經(jīng)常失去被其他蛋白質調節(jié)的能力，導致不受控制的活性，從而導致致癌。
“SRC-1基因的突變是這樣的，”他說。“但我們做了一個干凈、精確的敲除，確保該基因在生物體中沒有潛在的功能。我們發(fā)現(xiàn)表型(它的物理外觀)與之前的突變相反，證實了之前的突變不是功能喪失，而是基因的過度活躍形式。”
這項工作是開發(fā)脊髓損傷和中風新療法的第一步，這些疾病涉及神經(jīng)元損傷和死亡。
“在遺傳學中，經(jīng)常有分子磁帶在不同的事件中被重復使用，”Lundquist說。“我們正在尋找并定義Src在軸突引導中使用的磁帶。但同樣的磁帶也可能參與與腫瘤發(fā)生和癌癥有關的過程。這種理解為我們提供了更多的治療干預目標。”
堪薩斯大學的研究人員說，如果科學家們能夠理解Src是如何與它的效應器結合在一起的，那么它就擴大了治療干預的目標，這些蛋白質可以被特定的藥物化合物特異性地修飾，也許是以以前沒有意識到的方式。因此，這項研究得到了美國國立衛(wèi)生研究院的支持。
他說:“了解這些蛋白質在這種情況下是如何相互聯(lián)系的，這對生物醫(yī)學研究具有更大的重要性。還有可能修復或減輕中風、缺氧和中風或脊髓損傷后的神經(jīng)損傷的影響。我們的中樞神經(jīng)系統(tǒng)不能很好地再生，所以了解神經(jīng)元如何正常生長可能最終有助于我們了解它們如何再生。”
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-6/20240625032026348.htm） | 
