規模最大自閉症分子機制圖譜繪成
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美國加州大學舊金山分校定量生物科學研究所的科學家,在27日出版的《科學》雜志上發表了一項裡程碑式研究。他們構建了有史以來規模最大的自閉症譜系障礙(以下簡稱“自閉症”)分子相互作用機制圖譜,揭示了數百個風險基因如何在少數蛋白質網絡上匯聚,為開發針對多種遺傳性自閉症的精准療法提供了新藍圖。
這項歷時十余年的研究,聚焦於100個高置信度自閉症風險基因。團隊利用親和純質譜技術,系統繪制了這些基因所編碼蛋白質之間的相互作用,共鑒定出1800多條蛋白質-蛋白質關聯,其中87%前所未知。
在此基礎上,團隊進一步分析了54個來自患者的自閉症致病突變,發現不同基因的突變會以驚人相似的方式重塑蛋白質相互作用網絡,最終在大腦發育過程中產生趨同效應。
新發現的核心意義在於:盡管自閉症的遺傳根源極其多樣,涉及數百個不同基因,但這些基因突變導致的分子層面的破壞,卻集中在數量有限的蛋白質復合物上。這意味著,從此不必為每一種基因突變分別設計藥物,而是致力於開發針對這些“共享分子樞紐”的療法,就能同時惠及多種遺傳亞型的患者。現階段來看,該成果最直接地與約30%的重度自閉症患者相關,這些患者通常攜帶罕見且影響力較大的自閉症風險基因突變。
研究還刷新了疾病生物學中的一個認知,即部分突變會觸發蛋白質的致病性功能增加。例如,FOXP1基因的不同突變雖然發生在蛋白質的不同位置,卻都會破壞FOXP1與FOXP4之間的相互作用,進而引發大腦皮層神經元過早發育並增強神經回路興奮性。這一發現為治療干預提供了全新靶點。
團隊將相互作用圖譜與著名AI工具“阿爾法折疊”的結構預測相結合,進而准確定位突變破壞蛋白質界面的具體位置。這種整合方法為設計更穩定相互作用的藥物創造了條件。
這一圖譜的繪制,也改變了以往人們對分子機制的了解。因此,這一框架將不限於自閉症治療,而是為從神經退行性疾病到癌症等很多疾病,開辟出一條治療新途徑。(記者張夢然)
【總編輯圈點】
自閉症就像一個擁有幾百種不同鎖芯的鎖。過去科學家認為,要治療這種給無數家庭帶來巨大苦痛的疾病,就需要逐一選配不同的鑰匙,這嚴重拖慢了治療進度。如今這項研究的意義在於,他們發現這幾百個不同的鎖芯,最終都連著少數的“中樞開關”。這意味著未來可能不需要研發幾百種藥,只要修好幾個“中樞開關”,就有望一次性打開大多數鎖。這不僅讓自閉症治療撥雲見日,也給所有復雜遺傳病治療提供了一個按圖索驥的“破案”模板。
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