毒性蛋白损害神经细胞
近日来，马克斯·普朗克生物学研究所的科学家们已经破获一种方法，在这个方法中一个特定的基因突变会导致神经元损伤形成两种严重的疾病。在极少数情况下，病人可能会在同一时间得这两种疾病，肌萎缩性脊髓侧索硬化症和额颞痴呆症。
肌萎缩性脊髓侧索硬化症是一种毁灭性的运动神经元疾病，它会导致肌肉迅速弱化和死亡。引起65岁以下的人痴呆的第二个最常见的原因就是额颞痴呆症，它会引起人类痛苦的症状，包括性格和行为的变化，语言和思维出现问题。受到影响的患者的DNA包含一个突变基因C9orf72：它有成千上万个重复的特定的短片段遗传物质，而在未受影响的人群中最多只有三十个重复的这种片段。这个特定基因改变的原因是约百分之八的患者带有这种类型的运动神经元疾病或痴呆症基因，百分之八是一个相对较高的比例。比如，只有不到百分之一的阿尔茨海默病是遗传的原因。马克斯·普朗克生物研究所的研究人员已经发现的重复突变基因通过制造有毒蛋白引起神经退行性疾病。
以前人们认为可能是由于插入的重复序列基因被破坏而造成这样的结果。另一种理论是，重复序列会产生不同类型的有毒RNA分子。现在发现，突变基因的重复序列可以产生各种各样的蛋白质，其中两个蛋白质对神经细胞有剧毒作用。两者都含一种高纯度的氨基酸-精氨酸。
为了明确毒性蛋白的作用，研究人员制造出人工重复序列片段，它们可以产生有潜在毒性的RNA和蛋白质或仅仅是毒性核糖核酸或仅仅是毒性蛋白质。然后把这些毒性蛋白或毒性RNA引入到果蝇的神经细胞，那么果蝇就会产生人类有相似过程的神经退行性疾病。重复序列片段会造成毒性RNA和蛋白质，它们引起果蝇显著的神经退化并减少其寿命，这表明它们是一个研究这些疾病很好的载体微生物。有趣的是，唯蛋白重复序列片段仅会引起糟糕的神经退行性病。相比之下，唯RNA序列片段是无害的，确定了毒性蛋白在这些疾病中的作用。含有精氨酸的毒性蛋白质是有剧毒的。
