清华大学最新PNAS文章

来源:生物通 2011-11-14 万纹

  来自清华大学生命科学学院,冷泉港实验室的研究人员发表了题为“Schizophrenia susceptibility gene dysbindin regulates glutamatergic and dopaminergic functions via distinctive mechanisms in Drosophila”的文章,解析了一种重要的精神分裂症易感基因的作用机制,有助于解析神经递质作用机理,这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。

  文章的通讯作者是钟毅教授,其早年毕业于清华大学工程物理系,于美国爱荷华大学获得博士学位,1992年受聘到美国冷泉港实验室,2001年被聘为清华大学生物系讲座教授,博士生导师。同年被聘为教育部长江计划特聘教授。

  神经递质(neurotransmitter)是指在神经元的突触前膜向突触后膜起信息传递作用的化学物质,又称神经介质神经系统传递信息,是从各种神经元轴突末端释放一定的神经递质,该递质通过突触间隙作用于突触后膜,产生突触后电位,引起下一级神经元的应答活动。这种通过神经递质的化学传递是突触传递的基本形式。研究发现多神经递质系统的失调是许多精神疾病的重要病理生理特征,其中尤其是精神分裂症表现明显。但是至今科学家们对于其中的机制了解的还并不多。

  在这篇文章中,研究人员发现一个精神分裂症单易感基因:dysbindin能通过两个独立的机制,分别调控谷氨酸和多巴胺功能,从而导致两种临床相关的行为表型。dysbindin(dystrobrevin-binding protein),即短棒菌素结合蛋白基因,这一基因于2002年被报道,称其多态性与精神分裂症有关。

  之前的研究表明这一基因能影响谷氨酸和多巴胺功能,并引起脊椎动物和无脊椎动物的临床相关行为。在这一基础上,研究人员又发现减少果蝇突触前神经元中dysbindin基因的表达量,会大幅抑制谷氨酸突触递质,而这种谷氨酸缺失会导致记忆受损。

  但是神经胶质细胞中这一基因表达量降低,则会引起高多巴胺活性,从而引起异常运动,以及交配改变。这些数据说明,dysbindin基因能调控谷氨酸神经功能,以及多巴胺代谢。

  近期来自安徽医科大学等处的研究人员还新发现一个新精神分裂症易感基因,他们通过全基因组关联研究平台和生物信息分析技术,对近12000例患者和正常对照人群的全基因组关联研究,结果在11号染色体上发现了一个新的精神分裂症易感基因TSPAN18,同时验证了国外既往研究发现的位于6号染色体上的易感基因。

作者简介:
  钟毅 美国冷泉港实验室教授,清华大学生物系教授,教育部长江计划特聘教授。
  
  简历:  
  1982年毕业于清华大学工程物理系,获学士学位。
  1984年毕业于清华大学生物科学与技术系,获硕士学位。
  1985-1991年美国爱荷华大学(Iowa University)生物系,获博士学位,并接受博士后训练。
  1992年受聘到美国冷泉港实验室(Cold Spring Harbor Lab),任副教授,2001年晋升为教授。
  2001年被聘为清华大学生物系讲座教授,博士生导师。同年被聘为教育部长江计划特聘教授。
 
主要科学贡献:
 
  首次发现突触传递的易化和强刺激后的强化与基因缺陷有关。发现PACAP神经多肽,PKA等能挽救神经纤维瘤基因(Neurofibromatosis 1, NF-1)缺失突变体的学习记忆能力,并阐明其胞内分子代谢途径,在学习记忆的神经生物学基础研究方面取得突破性进展,为疾病的临床治疗和药物开发提供了有价值的依据。
 
研究领域及方向:
  以果蝇为模型,在行为、细胞和分子水平对学习记忆的神经生物学机制进行研究。目前的工作主要集中在下面两个领域:
  (1)影响学习记忆的神经系统疾病。在分子水平,果蝇与脊椎动物具有相同的学习记忆机理,许多人类的疾病基因在果蝇身上有高度的保守性。所以可以利用果蝇研究许多人类的致病基因。目前的工作集中在神经纤维瘤(neurofibromatosis 1, NF1 )和早老基因( presenilin)。NF1是一种肿瘤抑制基因。它的突变导致神经纤维瘤,而且病人的学习记忆功能缺陷;NF1蛋白抑制Ras蛋白的活性,并且在cAMP信号传导通路中起调节作用。早老基因的突变导致阿尔兹海默病的发病时间提前。
  (2)利用电生理和双光子显微镜,在细胞和神经网络水平研究果蝇脑的学习记忆机制。当前的研究集中在果蝇的嗅觉联合式学习记忆,我们建立了一套果蝇脑神经元信号记录装置,可以记录活体果蝇大脑对气味以及其它刺激的反应。在嗅觉学习记忆相关脑区“蘑菇体”,研究了气味信号在脑内如何编码以及信号在学习过程中被修饰的过程。我们的目标是建立基因-脑-行为的理论框架,解决脑功能的复杂机理,为人类脑疾病的治疗寻找途径。
2011年11月14日 13:44:01  清华新闻网

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