新发现的酶可能在分娩和肌肉疾病发挥关键作用

自1960年代以来,科学家就知道修改的特定分子发生在肌肉,特别是在运动。什么是科学家们并不知道如何修改,甚至是为什么。现在,在一个偶然的发现,从看似不相关的工作病毒感染斯坦福大学的一组科学家发现,不仅修改如何发生——这是通过一种叫做SETD3——但发现酶的酶可能帮助协调由分娩时子宫肌肉收缩。更广泛地说,SETD3也可能是一个迄今为止未实现一系列人类肌肉组织疾病的因素。

肌肉细胞涉及的修改肌动蛋白,这部分占合同内肌肉的纤维。肌动蛋白装饰有一个分子,称为甲基,被称为分子在特定的位置组氨酸是发现。因为这个活动——转移甲基组氨酸-新发现SETD3是所谓的组氨酸甲基转移酶。

直到现在,还没有人发现了一个组氨酸甲基转移酶在人类或其他动物。这项研究表明,甲基化加速形成新的细胞内肌动蛋白丝,启动下弯曲时更大的力量。

“组氨酸甲基化在这项研究中我们发现了似乎是一个更常见的方式调节蛋白质比先前赞赏,“位联席作者亚历克斯•威尔金森说实验室的博士后学者或Gozani,莫里斯Herzstein博士教授生物学。这项研究发表在12月10日《自然》杂志上。

“总的来说,有很多“第一次”在这项研究中,“Gozani说,该研究的共同作者。“我们发现了一个first-in-class酶,第一个函数为组氨酸甲基化在动物或植物,解决了一个50岁的神秘通过确定肌动蛋白组氨酸甲基化的功能,提出一种新的领域,可能会影响人类健康。”

研究位联席作者乔纳森•Diep斯坦福大学的一个研究生在实验室微生物学和免疫学副教授Jan Carette指出可能存在其他组氨酸甲基转移酶隐藏在我们的眼皮底下。“甲基转移酶的发现一个全新的类可能会产生重大的影响在扩大我们的细胞的药物开发目标,“Diep说。

幸运的发现

真相SETD3函数可能仍然是一个秘密的另一个半个世纪Carette的实验室没有调查病毒感染时偶然发现的酶。了解酶的活动在正常动物生理学,Carette Gozani伸出,一个国际专家在甲基转移酶,碰巧几个建筑工作。尽管他们的专长,Gozani集团最初无法使正面或反面的晦涩的生物分子。“我们都被这种酶是知之甚少,“Carette说。

SETD3特征,找出其功能,威尔金森,Diep和他们的同事在实验室小东程菲的斯坦福大学和德克萨斯大学MD安德森癌症中心进行了一系列的实验和测量。其中包括测量它的质量,测试对肌动蛋白的生物活性,以及其他分子,结晶酶观察它的结构。

威尔金森最终把拼图块放在一起,推导SETD3不仅仅是任何甲基转移酶,但是第一个组氨酸甲基转移酶在动物;唯一以前记录发生在酵母。“这是一个时候,所有的东西在一起,这就是为什么我们做科学,“Gozani说。

帮助子宫收缩

克劳德•Nagamine比较医学副教授,遗传实验,揭示SETD3对分娩的影响。研究人员培育的老鼠缺乏SETD3。在缺乏这种酶,精确的期间为子宫收缩平滑肌协调必要的劳动不能发生,一个条件称为难产。

斯坦福大学的科学家发现,SETD3可能在人类也有类似的作用。处理人类子宫平滑肌细胞的培养,研究小组表明,低水平的SETD3受损萎缩的情况下,模型中劳动。

至少在老鼠身上,难产并不特别问题。未出生的胎儿最终再次吸收母亲对她没有不良影响。难产的人类,在某些情况下,医生可以管理一种叫做催产素的激素(或其等效合成)刺激宫缩。女性SETD3功能障碍,催产素不工作和那些女人需要剖腹产。这种手术有风险远远超过正常的阴道分娩,需要住院时间较长的。研究也发现自然出生的孩子更好的健康结果。

如果SETD3突变影响分娩的人,妇女和她们的医生可以提前剖腹产手术的可能性。“临床医生可能屏幕妇女帮助识别那些可能是剖腹产的几率更高,”Gozani说。“总的来说,考虑到肌动蛋白是一个重要的蛋白细胞功能的多样化,我们认为我们可能只是做表面文章谈到这种酶甲基化影响整个动物王国。”