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科学家查明儿童严重疾病的分子原因

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综合征相关的分子缺陷,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。这种疾病是由在NSMCE3,编码在人的细胞核中发现的必需因子的基因小失活突变引起细胞。

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世界上从未成功纯化的人类酶-“ 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,然后我们在系统中对引起LIC综合征的突变进行了建模,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。”

您使用“系统生物学”方法得出结论;请解释一下。

“系统生物学的到来彻底改变了生物医学研究最近几年。这种方法依靠使用集成的“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“大规模基因组学,蛋白质组学和代谢组学技术”的总称。)渥太华大学在渥太华系统生物学研究所(OISB)的创建中一直处于这场革命的前沿。我们利用系统生物学方法开发了全新的系统来纯化从未纯化过的酶。然后,我们使用了生物物理学,蛋白质组学和经典生物化学的创新组合来揭示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综合症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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