研究人员揭示了微管相关基因如何影响神经发育

A * STAR科学家已经发现了将皮层发育障碍与称为微管的细胞关键结构成分相关基因联系起来的机制。这一发现提高了我们对疾病病理学的理解，并扩大了已知参与神经发育的基因范围。

小头畸形和脑缺血是分别发生异常小或异常平滑的大脑发育障碍。2014年，A * STAR医学生物学研究所的Bruno Reversade团队和哈佛大学的Chris Walsh实验室表明，患有这两种疾病的患者 - microlissencephaly-携带P80基因的突变版本，该基因编码KATNB1基因的亚基。在一篇后续文章中，Reversade实验室及其在日本的合作者发现了将P80与这些症状联系起来的机制。

该研究首先寻找与P80相互作用的蛋白质。令研究人员惊讶的是，他们发现了与NuMA的相互作用，NuMA是一种研究良好的蛋白质，可在有丝分裂过程中组织微管。他们还证实，P80与动力蛋白结合，动力蛋白是一种与微管相关的分子运动，已被确定为P80伴侣。

然后研究人员研究了这些蛋白质在有丝分裂过程中如何调节微管。他们发现P80和NuMA使用动力蛋白作为运动来在细胞核和中心体之间移动，中心体是一种微管组织中心，在有丝分裂中起着至关重要的作用。两种蛋白质的缺乏导致有丝分裂异常。与微毒素相关的P80突变削弱了其与动力蛋白或微管的相互作用，表明P80-NuMA-动力蛋白网络在这些疾病中发挥作用。

“我们所做的最优雅的测定是体外紫菀的形成，”Reversade实验室的科学家Oz Pomp说，他是该项目的共同领导者。紫苑是在中心体周围有丝分裂期间形成的微管阵列，一种形成微管并调节细胞周期的细胞器，Pomp惊讶地发现在试管中结合P80，NuMA，动力蛋白，微管和储能分子ATP是足以让紫苑形成。

最后，该团队表明，中心体中的P80和NuMA活性对神经发育至关重要。在小鼠胚胎中，缺乏蛋白质的神经元早期分化，分裂不充分，异常迁移。

“随着每个基因导致相似的表型，我们在拼图中添加更多碎片。通过连接点，我们最终将了解人类大脑是如何构建的，”Reversade说。与此同时，他们识别的每个基因都改善了遗传咨询和筛查的前景，并为研究脑疾病的研究人员提供了新的途径。