面包的一種普通成分——釀酒酵母，可讓科學(xué)家們更加深入地了解可能參與諸如帕金森病和癌癥之類疾病的基本過(guò)程。

在2014年3月31日著名期刊《PNAS》發(fā)表的一項(xiàng)最新研究中，來(lái)自德國(guó)、英國(guó)和葡萄牙的學(xué)者組成的研究小組，詳述了一個(gè)最新進(jìn)展——首次描述了細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中與這些破壞性疾病發(fā)病相關(guān)的一個(gè)主要特征。

研究小組來(lái)自于哥廷根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心、萊斯特大學(xué)和里斯本分子醫(yī)學(xué)研究所，由長(zhǎng)期合作者、本文資深作者Tiago Outeiro教授和Flaviano Giorgini博士指導(dǎo)。

哥廷根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心和里斯本分子醫(yī)學(xué)研究所的Outeiro教授稱：“這項(xiàng)工作顯示，利用簡(jiǎn)單的模式生物如何能幫助我們加快更復(fù)雜生物過(guò)程的發(fā)現(xiàn)。酵母細(xì)胞是非常出色的活體試管，是一種強(qiáng)大的工具，可使我們能夠了解復(fù)雜的人類疾病的基礎(chǔ)。”

世界著名的萊斯特大學(xué)遺傳學(xué)系的Giorgini博士補(bǔ)充道：“我們?yōu)檫@些結(jié)果感到非常興奮。在調(diào)查中的蛋白質(zhì)家族一直都有點(diǎn)像一個(gè)‘黑匣子’，我們?nèi)匀徊幻鞔_這些蛋白質(zhì)在細(xì)胞水平上做了些什么？為什么它們是這么的重要？這項(xiàng)工作為這些問題帶來(lái)了曙光。”

目前的這項(xiàng)研究，利用釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的簡(jiǎn)易性和遺傳力量，來(lái)了解帕金森氏病背后的基本細(xì)胞過(guò)程。該小組研究了一個(gè)酵母蛋白質(zhì)家族（Hsp31、Hsp32、Hsp33、和Hsp34），它們與人類蛋白質(zhì)DJ-1有親緣關(guān)系。人類蛋白DJ-1的突變可導(dǎo)致帕金森氏病的早發(fā)型遺傳形式，這個(gè)人類蛋白的改變也與帕金森氏病的更常見形式有關(guān)。此外，DJ-1功能的改變也與某些癌癥形式相關(guān)。

非營(yíng)利組織Parkinsons UK的Research Communications經(jīng)理Claire Bale評(píng)論說(shuō)：“這項(xiàng)重要的研究進(jìn)一步揭示出了帕金森氏病的根本原因。”

 “雖然DJ-1基因突變可引起罕見的遺傳疾病，但我們相信，理解這一重要蛋白的作用，以及它如何有助于保持神經(jīng)細(xì)胞健康，對(duì)于幫助開發(fā)帕金森氏病患者的療法，將非常的重要。我們期待聽到這個(gè)新興領(lǐng)域未來(lái)研究的結(jié)果。”

Outeiro教授指出：“我們認(rèn)為，通過(guò)研究人類蛋白的表親——酵母蛋白，我們能夠更深入了解這些蛋白所發(fā)揮的功能，以及為什么它們會(huì)導(dǎo)致疾病。”

Giorgini博士補(bǔ)充說(shuō)：“盡管人類蛋白DJ-1一直都被認(rèn)為與帕金森氏病有關(guān)，但其關(guān)鍵的細(xì)胞作用仍不是很清楚，因此我們還不明確為什么這個(gè)蛋白突變會(huì)導(dǎo)致這種破壞性疾病。對(duì)于DJ-1和相關(guān)蛋白在細(xì)胞水平上做了些什么，我們的研究提出了更新的見解，最終對(duì)更好地了解帕金森氏病具有重要的意義。”

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，人類蛋白的酵母版本，對(duì)于酵母細(xì)胞正常壽命的維護(hù)非常重要，并參與自噬（細(xì)胞用來(lái)分解和回收受損細(xì)胞成分的過(guò)程）的調(diào)控。壽命和自噬是帕金森氏病和癌癥中的關(guān)鍵過(guò)程。這項(xiàng)工作之所以重要，是因?yàn)樗赋隽?/span>DJ-1家族蛋白的精確細(xì)胞作用，其與以前歸因于這些蛋白的一些分子功能有關(guān)聯(lián)。這項(xiàng)工作最終可能會(huì)提供帕金森氏病和癌癥發(fā)病機(jī)制的新見解。

里斯本分子醫(yī)學(xué)研究所和萊斯特大學(xué)的Leonor Miller-Fleming表示：“我們的這項(xiàng)工作非常重要，因?yàn)樗砻魅祟?/span>DJ-1可能與這個(gè)蛋白的酵母版本以相似的方式發(fā)揮作用。我們認(rèn)為，應(yīng)該在神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)利用人類DJ-1蛋白進(jìn)行相似的研究，以闡明其功能，并查明是否它導(dǎo)致了帕金森氏病的形成。最后，詳細(xì)了解這些蛋白如何發(fā)揮作用，可能使我們提出新的策略來(lái)治療帕金森氏病、癌癥及其他相關(guān)疾病。”

合作者們認(rèn)為，下一步研究工作將更詳細(xì)地了解DJ-1蛋白家族如何調(diào)控自噬，以及是否這也適用于人類神經(jīng)元，特別是多巴胺能神經(jīng)元，它是帕金森患者大腦中對(duì)損失最敏感的神經(jīng)細(xì)胞。一旦有了這些研究結(jié)果，研究人員將處于一個(gè)更好的位置，來(lái)設(shè)計(jì)新的治療干預(yù)策略。

Outeiro教授解釋說(shuō)：“這項(xiàng)研究突出強(qiáng)調(diào)了國(guó)際合作和網(wǎng)絡(luò)的重要性，在這項(xiàng)合作中，不同的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合會(huì)產(chǎn)生新的科學(xué)見解。重要的是，這一科學(xué)合作也基于兩位資深作者之間的個(gè)人友誼，這使科學(xué)更加的令人興奮和有趣。”

Giorgini博士補(bǔ)充說(shuō)：“此外，這項(xiàng)工作主要是由一個(gè)博士生Leonor Miller帶頭完成的，他用激情和創(chuàng)造力推動(dòng)了這個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)行，從而顯示出促進(jìn)、支持和資助博士后研究的重要性。”

Outeiro教授表示：“我們是制備第一個(gè)帕金森氏病酵母細(xì)胞模型的開拓者。在這項(xiàng)研究中，我們探索了利用酵母細(xì)胞來(lái)了解DJ-1蛋白的強(qiáng)大功能，以及與帕金森氏病的密切關(guān)系。從根本上說(shuō)，我們往這副復(fù)雜的拼圖中增加了幾塊拼圖，向了解這種疾病的起源更近了一步。”