まれで一般的なCDK19の新しい役割を明らかにする

ヒューストンのメソジストの研究者は、パーキンソン病および神経系の他の障害の予防と治療の潜在的な標的であるサイクリン依存性キナーゼタンパク質CDK19の新しい機能を発表しました。

ミトコンドリアのダイナミクスにおけるCDK19の驚くべき役割を強調する新しい研究では、Hyunglok Chung、Ph.D。、および同僚は、脳細胞と筋肉細胞の細胞質にある遺伝子を発見し、神経学的健康に重要な役割を果たすことを示唆しています。

「ミトコンドリア機能障害はいくつかのヒト疾患の特徴であるため、それに影響する新しい遺伝子を見つけることは非常にエキサイティングです」と、ヒューストン・メソジスト・リサーチ・インスティテュートの神経学部の遺伝学部門の助教授であり、最初の著者であるチョン博士は述べました。紙。 「これは、ミトコンドリアにおける細胞エネルギー生産の正常な処理の混乱がどのように疾患の発症につながるかをますます学んでいるため、神経変性疾患の研究において非常にホットな話題です。」

この研究は、4月にNature Communicationsで公開されました。

伝統的に転写調節への関与で知られていた最近の研究は、ミトコンドリア核分裂の調節におけるCDK19の新しい役割を明らかにしています。このプロセスは、細胞内のミトコンドリアの適切な分布と機能を保証するため、細胞の健康を維持するために重要です。

パーキンソンのつながり

ミトコンドリアの核分裂は、高エネルギー需要と複雑なアーキテクチャのため、ニューロンで特に重要です。このプロセスの調節不全は、パーキンソン病を含むさまざまな神経変性疾患に関係しています。研究チームは、サイクリン依存性キナーゼタンパク質と、確立されたパーキンソン病の原因となる遺伝子であるPink1との間に重要な関係を特定しました。

Pink1変異体のフルーツにおけるCDK19の過剰発現は、パーキンソン病の表現型を著しく緩和し、代償メカニズムを示唆しています。

「CDK19がPINK1の下流に機能し、ミトコンドリア核分裂の調節に役立ち、PINK1の欠乏を補うことができることを実証することにより、私たちの研究はパーキンソン病の予防または管理のための重要な潜在的な治療手段を明らかにしています」とChung博士は説明しました。

詳細には、この研究では、CDK19がPink1欠損モデルで一般的に観察されるミトコンドリア機能障害を軽減できることを示しています。これは、CDK19過剰発現pink1変異体ハエのミトコンドリアの形態と機能の改善によって証明されました。

この発見は、パーキンソン病におけるミトコンドリアのダイナミクスを標的とするための有望な戦略を提供し、神経変性障害における遺伝子の活性を調節する治療的可能性を強調しています。

珍しい起源の物語

皮肉なことに、遺伝子の予期しない細胞質機能の発見は、パーキンソン病やその他の主要な疾患への関心によって引き起こされませんでしたが、むしろCDK19バリアントによって引き起こされる超希少障害を調べる以前の研究へのフォローアップではありませんでした。

「私たちは、知的障害、乳児発作、膨大化などの古典的な神経学的症状を示したこの変異体の3人の患者を特定しました」とチョン博士は言いました。 「なぜこのと思われる核に縛られたタンパク質の突然変異が非常に多くの神経学的損傷を引き起こすのか興味があったので、脳のどこで発現したかを見始めました。」

一方、カナダのサイモン・フレイザー大学の研究チームは、エスター・ヴェルヘイエン博士が率いることで、筋肉組織のミトコンドリア内の同様に予期しない非核の位置に遺伝子を発見しました。

Chung博士とVerheyen博士は、サイクリン依存性キナーゼタンパク質とそのフルーツフライオーソログCDK8のメカニズムを調査するために協力しました。

ショウジョウバエモデルでは、CDK8の筋肉特異的およびニューロン特異的なノックダウンの両方が、ミトコンドリア核分裂に不可欠なダイナミン関連タンパク質であるPS616-DRP1のレベルの低下をもたらしました。逆に、CDK8の過剰発現はPS616-DRP1レベルを増加させ、ミトコンドリアの健康の促進におけるその役割を確認しました。

共同成功

この研究は、科学的発見における学際的なアプローチの重要性を強調しています。

Chung博士は、研究の共同の性質を強調し、さまざまなラボの専門知識を橋渡しして、ミトコンドリアのダイナミクスの複雑さを解明しています。 「Verheyen博士の研究室との協力は、ミトコンドリアのダイナミクスにおけるこの遺伝子の役割とパーキンソン病とのつながりを明らかにすることに極めて重要でした」と彼は言いました。

将来の研究は、ヒト細胞モデルにおける研究者の発見を検証し、CDK19変異を標的とする治療的介入を探求することを目的としています。

研究は、サイクリン依存性キナーゼタンパク質に関連するまれな疾患の表現型とミトコンドリア関連疾患と神経変性障害の両方で継続されます。

「これは、どんなにまれであっても、病気を無視すべきではない理由の良い例です」とチョン博士は言いました。 「それらの患者とその家族も答えに値するだけでなく、標的となる遺伝的研究はしばしば病気に関するより大きな真実を明らかにし、私たちが見ているべきだと知らなかった経路を照らします。」