นักวิจัยเมธอดิสต์ฮุสตันได้เปิดตัวฟังก์ชั่นใหม่ของโปรตีนไคเนสที่ขึ้นกับไซโคล CDK19 ซึ่งเป็นเป้าหมายที่เป็นไปได้สำหรับการป้องกันและรักษาพาร์คินสันและความผิดปกติอื่น ๆ ของระบบประสาท
ในการศึกษาใหม่ที่เน้นบทบาทที่น่าประหลาดใจของ CDK19 ในการเปลี่ยนแปลงของไมโตคอนเดรีย, Hyunglok Chung, Ph.D. และเพื่อนร่วมงานพบว่ายีนที่อยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์สมองและกล้ามเนื้อแนะนำว่ามันมีบทบาทสำคัญในสุขภาพทางระบบประสาท
“ Mitochondrial Dysfunction เป็นจุดเด่นของโรคมนุษย์หลายโรคดังนั้นการค้นหายีนใหม่ที่มีอิทธิพลต่อมันน่าตื่นเต้นมาก” ดร. ชุนผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านพันธุศาสตร์ในภาควิชาประสาทวิทยาที่สถาบันวิจัยเมธอดิสต์ฮุสตันและผู้เขียนคนแรก กระดาษ "นี่เป็นหัวข้อร้อนแรงในการวิจัยโรคทางระบบประสาทเพราะเราเรียนรู้มากขึ้นเรื่อย ๆ ว่าการหยุดชะงักของการผลิตพลังงานของเซลล์ในไมโตคอนเดรียปกติสามารถนำไปสู่การพัฒนาของโรคได้อย่างไร"
การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในเดือนเมษายนใน Nature Communications
เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการมีส่วนร่วมในการควบคุมการถอดความการวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้เปิดเผยบทบาทใหม่สำหรับ CDK19 ในการควบคุมของไมโตคอนเดรีย กระบวนการนี้มีความสำคัญต่อการรักษาสุขภาพของเซลล์เนื่องจากช่วยให้มั่นใจว่าการกระจายและการทำงานของไมโตคอนเดรียภายในเซลล์
การเชื่อมต่อของพาร์กินสัน
ฟิชชันไมโตคอนเดรียมีความสำคัญอย่างยิ่งในเซลล์ประสาทเนื่องจากความต้องการพลังงานสูงและสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อน Dysregulation ของกระบวนการนี้มีส่วนเกี่ยวข้องในโรคทางระบบประสาทต่างๆรวมถึงโรคพาร์กินสัน ทีมวิจัยระบุการเชื่อมต่อที่สำคัญระหว่างโปรตีนไคเนสที่ขึ้นกับไซโคลและ PINK1 ซึ่งเป็นยีนที่ก่อให้เกิดโรคพาร์คินสันที่ได้รับการยอมรับอย่างดี
การแสดงออกของ Cdk19 ใน Pink1 ผลไม้กลายพันธุ์แมลงวันจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญฟีโนไทป์ของพาร์กินสันซึ่งบ่งบอกถึงกลไกการชดเชย
"ด้วยการแสดงให้เห็นว่า CDK19 ฟังก์ชั่นปลายน้ำของ PINK1 ช่วยควบคุมฟิชชันไมโตคอนเดรียและสามารถชดเชยการขาด PINK1 การศึกษาของเราเผยให้เห็นถนนที่มีศักยภาพที่มีศักยภาพสำหรับการป้องกันหรือจัดการโรคพาร์กินสัน" ดร. ชุนอธิบาย
ในรายละเอียดการศึกษาแสดงให้เห็นว่า CDK19 สามารถบรรเทาความผิดปกติของไมโตคอนเดรียโดยทั่วไปจะสังเกตได้ในแบบจำลองที่ขาด PINK1 นี่คือหลักฐานโดยการปรับปรุงสัณฐานวิทยาของไมโตคอนเดรียและฟังก์ชั่นในแมลงวันกลายพันธุ์ PINK1 CDK19-owerexpressing
การค้นพบนี้เป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มสำหรับการกำหนดเป้าหมายการเปลี่ยนแปลงของไมโตคอนเดรียในโรคพาร์คินสันและตอกย้ำศักยภาพในการรักษาของการปรับกิจกรรมของยีนในความผิดปกติของระบบประสาท
เรื่องราวต้นกำเนิดที่ผิดปกติ
กระแทกแดกดันการค้นพบฟังก์ชั่นไซโตพลาสซึมที่ไม่คาดคิดของยีนไม่ได้ถูกจุดประกายจากความสนใจในโรคพาร์กินสันหรือโรคสำคัญอื่น ๆ แต่เป็นการติดตามผลการวิจัยก่อนหน้านี้เพื่อดูความผิดปกติที่หายากมากที่เกิดจากตัวแปร CDK19
“ เราระบุผู้ป่วยสามรายที่มีตัวแปรนี้ที่แสดงอาการทางระบบประสาทคลาสสิกเช่นความพิการทางปัญญาอาการชักในวัยเด็กและการเกิด hypermyelination” ดร. ชุนกล่าว "ฉันอยากรู้ว่าทำไมการกลายพันธุ์ในโปรตีนที่มีนิวเคลียสที่คาดว่าจะทำให้เกิดความเสียหายทางระบบประสาทมากดังนั้นฉันจึงเริ่มดูว่ามันแสดงออกมาในสมอง"
ในขณะเดียวกันทีมวิจัยจาก Simon Fraser University ในแคนาดานำโดย Dr. Esther Verheyen พบว่ายีนในสถานที่ที่ไม่คาดคิดที่ไม่คาดคิดในทำนองเดียวกันภายในไมโตคอนเดรียของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ
ดร. ชุงและดร. Verheyen ร่วมมือกันเพื่อตรวจสอบกลไกของโปรตีนไคเนสที่ขึ้นกับไซโคลและแมลงวันผลไม้ CDK8
ในแบบจำลอง Drosophila การล้มลงของกล้ามเนื้อเฉพาะและเซลล์ประสาทที่เฉพาะเจาะจงของ CDK8 ส่งผลให้ระดับ PS616-DRP1 ลดลงซึ่งเป็นโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไดนามิกที่จำเป็นสำหรับฟิชชันไมโตคอนเดรีย ในทางกลับกันการแสดงออกของ CDK8 เพิ่มขึ้นมากขึ้น PS616-DRP1 ยืนยันบทบาทในการส่งเสริมสุขภาพของไมโตคอนเดรีย
ความสำเร็จในการทำงานร่วมกัน
การศึกษาตอกย้ำความสำคัญของวิธีการแบบสหวิทยาการในการค้นพบทางวิทยาศาสตร์
ดร. ชุงเน้นถึงลักษณะการทำงานร่วมกันของการวิจัยการเชื่อมโยงความเชี่ยวชาญจากห้องปฏิบัติการที่แตกต่างกันเพื่อคลี่คลายความซับซ้อนของการเปลี่ยนแปลงของไมโตคอนเดรีย “ การทำงานร่วมกันของเรากับห้องปฏิบัติการของดร. Verheyen เป็นหัวใจสำคัญในการเปิดเผยบทบาทของยีนนี้ในการเปลี่ยนแปลงของยลและการเชื่อมต่อกับโรคพาร์คินสัน” เขากล่าว
การศึกษาในอนาคตจะมีจุดมุ่งหมายเพื่อตรวจสอบผลการวิจัยของนักวิจัยในแบบจำลองเซลล์มนุษย์และสำรวจการแทรกแซงการรักษาที่กำหนดเป้าหมายการกลายพันธุ์ของ CDK19
การตรวจสอบจะดำเนินต่อไปทั้งในฟีโนไทป์ของโรคที่หายากและโรคที่เกี่ยวข้องกับไมโตคอนเดรียและความผิดปกติของระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนไคเนสที่ขึ้นกับไซโคล
“ นี่เป็นตัวอย่างที่ดีว่าทำไมไม่ควรเพิกเฉยต่อโรคไม่ว่าจะหายากแค่ไหน” ดร. ชุนกล่าว "ไม่เพียง แต่ผู้ป่วยเหล่านั้นและครอบครัวของพวกเขาสมควรได้รับคำตอบเช่นกันการศึกษาทางพันธุกรรมเป้าหมายมักจะเปิดเผยความจริงที่ใหญ่กว่าเกี่ยวกับโรคและเส้นทางที่ส่องสว่างเราไม่รู้ว่าเราควรจะดู"