CRISPR hjælper med at identificere potentielt Alzheimers-relateret protein

Eksperter ved University of Tokyo har identificeret et nyt protein i den vej, der fører til Alzheimers sygdom. Forskere brugte crispr/cas9’s “molekylære saks” til at søge efter nye gener relateret til den neurodegenerative sygdom.

De nøjagtige årsager til Alzheimers sygdom forbliver ukendt, men en af de mest velunderstaltede teorier fokuserer på et protein kaldet amyloid beta. Sammenlægning, eller sammenklumpning sammen, og deponering af to proteiner, amyloid beta og tau, i hele en patients hjerne er en signatur af Alzheimers sygdom.

CRISPR/Cas9 giver forskerne mulighed for at foretage specifikke ændringer i DNA’et inde i cellerne. Forskerne brugte CRISPR/Cas9-systemet til at slette individuelle gener i museceller, der voksede i en skål, og målte derefter mængden af amyloid beta, som cellerne producerede.

“Vi mener, det er første gang nogen har brugt denne CRISPR / Cas9 genetisk screening teknik til at lede efter ændringer i amyloid beta produktion,” sagde Yukiko Hori, en co-firstauthor på forskning papir offentliggjort i FASEB Journal og lektor ved University of Tokyo.

Forskere testede i alt 19.150 individuelle gener for deres virkning på amyloid beta niveauer og udelukket alle undtagen én: calcium og integrin-bindende protein 1 (CIB1).

Celler uden funktionelle CIB1 gener produceret unormalt høje niveauer af amyloid beta protein.

“Ingen ved, hvorfor aflejringen af amyloid beta forekommer i Alzheimers sygdom patienters hjerner, men vi tror, et udgangspunkt for processen kunne være CIB1,” sagde professor TaisukeTomita, en ekspert i patologisk biokemi ved University of Tokyo og leder af forskningslaboratoriet, der udførte undersøgelsen.

I raske celler er CIB1 ikke direkte involveret i behandling af amyloid beta, men CIB1 forbliver knyttet til et protein kaldet gammasekretase både inde i celler og ved cellemembranen. I celler uden CIB1 bruger gammasekretase mere tid inde i cellen og flytter ikke til membranen.

Amyloid beta protein går gennem en multistep proces med trimning, før den når sin endelige form. Under sunde forhold, gamma sekretsprodukter processer amyloid beta prækursorer til at producere den endelige amyloid beta protein. Denne behandlingsaktivitet forekommer i et internt rum i cellen, hvor gammasekretase flyttes til cellens overflademembran.

Yderligere eksperimenter i museceller gjorde det muligt for forskere at spore, hvordan CIB1 regulerer gammasekret. I raske celler er CIB1 ikke direkte involveret i gammasekretas aktivitet for at behandle amyloid beta, men CIB1 er knyttet til gammasekretase både i det indre rum og ved celleoverflademembranen.

I celler uden CIB1 forbliver gammasekretase i det indre rum inde i cellen og bevæger sig ikke til overflademembranen. Mere tid i det indre rum tillader gamma udskillelse at producere mere amyloid beta proteiner.

“Vores resultater viser, at regulere placeringen af CIB1 og gamma sekretase kunne være en ny mål for Alzhemier’s sygdomsbehandling,” sagde Hori.

Overbevist af deres cellulære eksperimenter, Tomita’s forskerhold besluttede derefter at søge direkte efter ændringer i mængden af CIB1 i hjernen hos Alzheimers sygdom patienter. De patientdata, de undersøgte, kommer fra et langsigtet projekt baseret i USA, Religious Orders Study and Memory and Aging Project (ROSMAP). Projektet sporer sundhed frivillige, der alle er professionelle religiøse ledere (nonner, præster, brødre) og er enige om at donere deres organer til forskning efter deres død.

Mennesker diagnosticeret med tidlig Alzheimers sygdom havde lavere niveauer af CIB1 i deres hjerner end raske mennesker. Paradoksalt nok, mennesker diagnosticeret med sene fase Alzheimerssdisease havde højere end sunde niveauer af CIB1.

“Vi kan ikke sige med sikkerhed, hvorfor CIB1 er steget i sene fase Alzheimers sygdom. Hvad er vigtigt er, at i både de tidlige og sene stadier af Alzheimers sygdom, noget er unormalt om reguleringen af CIB1,” sagde Tomita.

Fremtidige forskningsprojekter vil afdække flere detaljer om den rolle, CIB1 i de cellulære processer, der fører til usunde niveauer af amyloid beta og Alzheimers sygdom. Forskere planlægger også at bruge deres CRISPR/Cas9 screening teknik til at søge efter nye gener, der påvirker de andre store Alzheimers sygdom protein, tau.

 

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *